Brevet FR2717343A1 — publié le 19950922

" Combinaison d'équipements de travail montés sur un véhicule porteur à roues avant directrices. " La présente invention concerne une combinaison d'équipements de travail montés sur un véhicule porteur à roues avant directrices, mobile avec le braquage de ces roues, ces équipements de travail du type de ceux utilisés pour les travaux agricoles ou communaux, tels que par exem- ple des faucheuses, des épandeuses, des semoirs, des ba- layeuses,ou autres, combinaison dans laquelle: - le véhicule porteur est muni, entre les roues avant et arrière, d'équipements latéraux de travail et, à l'avant, d'un autre équipement frontal de travail monté directe- ment devant les roues avant, ces trois équipements étant transversaux par rapport à la direction d'avancement du véhicule, - il existe une zone de recouvrement des actions des outils de travail de l'équipement frontal et des équipements la- téraux, - la liaison entre l'équipement frontal de tra- vail (10) et le dispositif de levage du véhicule porteur (1) est assurée par un cadre d'accouplement Avec de telles combinaisons d'équipements de tra- vail, la nécessité de corrections de braquage pour mainte- nir un déplacement rectiligne et pour effectuer les virages voulus, pose trois problèmes. Ainsi, par exemple, pour une combinaison destinée au fauchage, il faut d'abord que la matière à faucher le soit entièrement, ensuite que cette matière coupée soit déposée en andains de manière que les roues du véhicule ne passent pas dessus, et enfin que ces mêmes roues épargnent également la culture encore sur pieds. Pour résoudre ces problèmes, il existe jus- qu'alors deux possibilités, à savoir opérer avec une zone de surcoupe relativement importante entre les roues de tra- vail des équipements fixes situés en avant et sur les cô- tés, ou déplacer transversalement l'équipement central, situé en avant, en fonction du braquage des roues du véhi- cule. La première possibilité est représentée dans les brevets allemands DE-OS 18 10 878 et DE-OS 19 16 431 ainsi que dans le brevet américain US 3 177 638. L'inconvénient est que, malgré la zone de surcoupe relativement impor- tante, il subsiste, pour des angles de braquage faibles à moyens des roues directrices, des bandes de matière non coupée. Par ailleurs, l'obtention de la surcoupe augmente les coûts de fabrication, au niveau des équipements fron- taux et latéraux. Le brevet anglais GB 2 023 392 a présenté une combinaison de fauchage mobile avec le braquage, comportant deux équipements latéraux et un équipement frontal central de fauchaison. Dans cette solution, il existe deux possibi- lités concernant la position de la faucheuse centrale, soit devant, soit derrière les faucheuses latérales frontales. Les deux possibilités présentent en principe les mêmes in- convénients. Il s'agit d'une part d'une répartition très défa- vorable des charges sur le véhicule, la combinaison située en avant des roues avant provoquant un fort allégement des roues arrière. D'autre part, si effectivement dans les vi- rages il ne se forme pas de bandes de matière non fauchée, on ne peut éviter que les roues avant et arrière passent sur la matière non encore fauchée et aussi sur une partie de la matière coupée et étalée. C'est pourquoi un tel con- cept se justifie le mieux pour des travaux d'entretien de pelouses, répétés à de faibles intervalles de temps, tels que sur des terrains de golf ou de football. Si par contre, avec une telle combinaison fron- tale de fauchage, il faut traiter une matière en masse re- lativement grande, c'est nécessairement sous forme d'andains que se dépose la matière coupée. Comme on ne peut éviter que le véhicule roule sur les andains, et également sur la culture, on conçoit qu'une telle solution ne con- vient pas à la récolte du fourrage. C'est pourquoi l'invention s'est fixée comme ob- jectif de créer une combinaison d'équipements de travail se déplaçant avec le braquage des roues directrices avant du véhicule porteur dont les roues avant et arrière se situent exclusivement sur les roues balayées par les équipements de travail, de sorte que dans le cas du dépôt d'andains indi- viduels par les équipements, les roues ne passent pas sur ces andains, et qu'il n'existe entre les différents équipe- ments aucune bande non traitée. A cet effet, l'invention concerne une combinaison caractérisée en ce que l'équipement frontal est monté sur le véhicule porteur de manière à pouvoir se déplacer transversalement par rapport à la direction d'avancement du véhicule, en même temps que les roues avant, modifient leur angle de braquage et en fonction de cet angle. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, - le cadre d'accouplement porte, à l'arrière, des paliers d'oscillation sensiblement verticaux dans lesquels sont montées une bielle de gauche et une bielle de droite tou- tes deux orientées selon la direction du déplacement et qui forment un parallélogramme avec un cadre de réception d'un équipement de travail auquel elles sont reliées par des paliers avant verticaux d'oscillation situés à leurs extrémités, - le cadre de réception partant des paliers d'oscillation avant s'étend selon la direction d'avancement du véhi- cule, et l'équipement frontal de travail est, au niveau de son centre de gravité, fixé par son cadre à l'extrémi- té avant du cadre de réception, et - un vérin de travail s'appuyant sur le cadre d'accouplement et orienté sensiblement transversalement par rapport à la direction d'avancement du véhicule, est relié par une articulation à la bielle de gauche ou de droite et fonctionne en coopération avec le vérin de direction (37) des roues avant. Pour résoudre le problème posé, les points capi- taux sont d'une part la position des équipements de travail dans leur combinaison comportant des équipements latéraux entre les roues avant et arrière du véhicule porteur et des équipements montés directement devant les roues avant, et d'autre part la mobilité transversale de l'équipement fron- tal central en fonction de l'angle de braquage des roues avant. Une condition est donc la présence de roues avant directrices. Etant donné que l'angle de braquage que peuvent prendre les roues avant d'un tel véhicule, pour satisfaire aux nécessités techniques du déplacement, est relativement élevé, mais que la plage de correction liée au braquage d'un véhicule portant une combinaison d'équipements n'at- teint pas, en pratique, tant s'en faut, un tel ordre de grandeur, il n'y a lieu d'utiliser qu'une partie de l'an- gle de braquage maximal pour déplacer transversalement l'équipement frontal. La pratique montre que 20 à 40 % de l'angle maximal suffisait: Le coulissement de l'équipement frontal doit s'effectuer proportionnellement à la variation de l'angle de braquage, dans la plage ainsi définie. De plus, il s'est révélé avantageux de suspendre un cadre d'accouplement au dispositif de levage, à mouve- ment sensiblement vertical, appartenant au véhicule por- teur. Des paliers verticaux d'oscillation, montés à l'arrière du cadre, portent des bielles dirigées vers l'avant qui assurent la mobilité transversale de l'équipe- ment frontal. Les extrémités avant de ces bielles sont re- liées entre elles par l'intermédiaire d'un cadre de réception de l'équipement de travail, au niveau de paliers d'oscillation avant, avec création par conséquent d'un pa- rallélogramme horizontal articulé. Le cadre de réception qui assure l'accouplement est dirigé vers l'avant selon la direction de déplacement du véhicule et conserve naturelle- ment cette orientation pendant les déplacements transver- saux de l'équipement frontal. Etant donné que le cadre porte, par son extrémité avant, l'équipement frontal sensi- blement au niveau de son centre de gravité et qu'il est, au moins dans un plan horizontal, solidaire en rotation de ce- lui-ci, l'équipement frontal conserve lui aussi la même di- rection pendant ses déplacements transversaux. Ceux-ci sont assurés par un vérin s'appuyant sur le cadre de réception, relié par une articulation à l'une des deux bielles et coo- pérant avec le vérin assurant le braquage des roues direc- trices. L'expérience a montré qu'il était possible, dans le cadre de l'invention, de remplacer la coopération hydrauli- que par d'autres solutions techniques équivalentes. Pour assurer une coopération hydraulique, on peut opportunément prévoir, en amont du vérin une combinaison appropriée de soupapes assurant une dérivation préalable de l'huile destinée au vérin de manoeuvre de l'équipement lorsque celui-ci a atteint l'une de ses positions extrêmes tandis que le vérin de braquage continue à opérer. Entre ce vérin et la combinaison indiquée de soupapes, il convient également de prévoir une électrovanne multivoie garantis- sant que le déplacement transversal de l'équipement frontal n'a lieu qu'en cours d'utilisation. Pour éviter qu'il y ait là une source d'accident pendant les déplacements hors tra- vail, cette soupape dpit être couplée à la commande de mise en service des équipements de travail. Il s'est révélé également intéressant de réaliser la liaison entre l'équipement frontal et le cadre qui le reçoit, par l'intermédiaire d'un accouplement de surcharge comportant un axe de rotation horizontal disposé transver- salement par rapport au déplacement du véhicule et auquel est raccordé un palier pendulaire d'axe parallèle au dépla- cement du véhicule. Cet accouplement est une protection contre les avaries que pourrait subir l'équipement frontal en heurtant un obstacle insurmontable. Le palier pendulaire permet à l'équipement frontal de suivre les inégalités du sol. Les avantages d'une telle combinaison dont le mouve- ment est associé au braquage des roues, sont qu'en déplace- ment en ligne droite ou selon des courbes usuelles, il ne subsiste entre les équipements de travail aucune bande de matière non traitée, bien que la roue de surcoupe également nécessaire en ligne droite avec cette solution, soit très étroite. On réduit ainsi le coût de fabrication des équipe- ments et on minimise le poids de leur combinaison. Enfin, il convient aussi de remarquer que la répartition favorable des charges sur le véhicule, est aussi bonne que dans les combinaisons indiquées antérieurement, douées de mobilité au braquage, mais ne présente pas leurs inconvénients ci- tés. Par ailleurs, un autre avantage est que les roues avant et arrière se trouvent fondamentalement sur les seu- les surfaces qui ont été soumises à l'action des équipe- ments de travail et par conséquent, par exemple dans le cas d'une faucheuse, ne circulent pas dans la zone de la cul- ture sur pied et par conséquent ne créent pas de pertes. Egalement, avec la réalisation d'andains individuels, les roues ne passent jamais sur un andain, quel que soit le braquage. Enfin, il faut encore citer les avantages appor- tés par les bielles qui assurent la mobilité transversale de l'équipement frontal: ces bielles travaillent sans au- cun serrage, comparativement à des guidages rectilignes et, par ailleurs, au cours des déplacements courbes, tirent l'équipement frontal vers l'arrière, ce qui a un effet fa- vorable en ce qui concerne la zone de surcoupe et la répar- tition des charges sur les essieux. La présente invention sera décrite plus en détail ci-après sous la forme d'un exemple de réalisation d'une faucheuse de grande largeur, représenté sur les dessins an- nexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en plan d'un véhicule portant la combinaison complète d'équipements; - la figure 2 est un agrandissement de la partie avant de la figure 1; - la figure 3 est une vue agrandie de l'équipement frontal de travail, dans sa position la plus à droite par rapport à la direction de déplacement du véhicule; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais correspondant à la position la plus à gauche; - la figure 5 est une vue en élévation latérale, montrant l'équipement frontal en position de travail, sur la par- tie avant du véhicule;. - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5, mais avec l'équipement frontal relevé en position de transport; - la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 4, mais dans laquelle l'équipement frontal, en position de travail, vient d'entrer en collision avec un obstacle;. - la figure 8 présente le schéma hydraulique de commande du vérin de direction et du vérin de travail de l'équipement frontal; - la figure 9 montre schématiquement les équipements de travail portant des outils de fauchaison, ainsi que les surfaces fauchées c'est-à-dire les andains, en marche rectiligne; - la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 9, mais pour un virage à droite avec déplacement maximal vers la droite des outils frontaux de fauchaison; et - la figure 11 est une vue analogue à celle de la figure , mais avec déplacement maximal vers la gauche. La figure 1 montre, en plan, un véhicule porteur 1 auquel sont fixés, entre les roues avant 2 et les roues arrière 3, des équipements latéraux de travail 4, 5 dont les bords internes se trouvent sensiblement dans les plans des roues avant et arrière 3, 4, et, à partir de là, s'étendent assez loin vers l'extérieur, transversalement à la direction de déplacement du véhicule. Ces équipements sont portés en suspension par des consoles 6, 7 et des ca- dres porteurs articulés à bascule sur celles-ci de manière d'une part à pouvoir travailler en suivant le sol par dé- placement dans un plan vertical, et d'autre part à pouvoir osciller en pendule, transversalement, chacun par rapport à son cadre porteur. On peut donc relever les équipements de travail 4, 5, par basculement de 900, pour les amener dans une position adaptée aux déplacements routiers, non repré- sentée ici. En plus des équipements 3 et 4, le véhicule por- teur 1 est doté d'un équipement de travail 10 monté fronta- lement devant les roues avant 2 et qui peut se déplacer verticalement par rapport au sol, sous l'action d'un dispo- sitif de levage 11 appartenant au véhicule porteur 1. Ceci est nécessaire pour effectuer le travail et aussi pour ob- tenir la position de transport. La liaison entre l'équipe- ment frontal 10 et le dispositif de levage 11 est assurée par un cadre d'accouplement 12. La disposition des équipements latéraux 3, 4 par rapport à l'équipement frontal 10 est conçue de manière que les lignes externes suivies par les bords de leurs outils de travail 13 créent de chaque côté une zone de surcoupe "IU" qui, lorsque le véhicule 1 se déplace en ligne droite, a la même largeur de.chaque côté alors que, dans un dépla- cement curviligne, la zone située à l'intérieur de la courbe tend vers zéro. Ce résultat est obtenu par le fait que l'équipement frontal de travail 10 peut être déplacé transversalement par rapport au déplacement du véhicule, en fonction de l'angle de braquage des roues avant, comme cela sera décrit plus loin. Auparavant, il faut faire remarquer que, pour dé- placer totalement l'équipement frontal 10, il y a lieu en pratique de n'utiliser que 20 à 40 % de l'angle de braquage maximal. A l'intérieur de cette plage limitée, la variation de l'angle de braquage et le déplacement de l'équipement de travail 10 sont directement proportionnels. Le dispositif de levage 11 est constitué d'une paire de bielles supérieures 14, 15 et d'une paire de biel- les inférieures 16, 17, reliées entre elles par des barres d'accouplement 18, 19 de manière à former un parallélo- gramme. Le mouvement de levage est assuré par des vérins de levage 10, 21. Sur le cadre d'accouplement 12 indiqué ci-dessus sont fixés, à une certaine distance entre eux, deux paliers arrière d'oscillation 22, 23, sensiblement verticaux, dans lesquels sont montées respectivement une bielle de droite 24 et une bielle de gauche 25. Ces deux bielles, lorsque le véhicule avance tout droit, sont orientées vers l'avant par rapport à celui-ci. Des paliers verticaux d'oscillation 26, 27, disposés aux extrémités avant des bielles 24, 25, et entre lesquels est monté un cadre de réception d'ensem- ble de travail 28 servant d'accouplement entre les bielles, créent un parallélogramme mobile transversalement à la di- rection du déplacement et horizontalement. Le cadre de ré- ception 28 part des paliers avant 26, 27; il est orienté parallèlement à la direction de déplacement du véhicule et sur son extrémité avant est fixé, par l'intermédiaire du cadre de réception 29, l'équipement de travail 10 au niveau de son centre de grayité. Entre les deux se trouve encore un accouplement de surcharge 30 comportant un axe de rota- tion, transversal au déplacement du véhicule, prolongé par une suspension pendulaire 31 dont l'axe est parallèle à la direction de déplacement du véhicule. Cet accouplement de surcharge sert, selon la fi- gure 7, de protection contre les avaries que pourrait subir l'équipement frontal de travail 10 lorsqu'il rencontre un obstacle 32, tandis que la suspension pendulaire 31 permet de suivre les inégalités du sol dans le sens transversal. Afin de pouvoir se passer de systèmes d'équili- brage des charges lors du mouvement pendulaire transversal de l'équipement frontal de travail 10, les bielles 24, 25 doivent être fixées, symétriquement par rapport au centre de gravité de l'équipement 10, sur le cadre d'accouplement 12 par leurs paliers arrière d'oscillation 22, 23. Le mou- vement, décrit précédemment, de l'équipement frontal de travail 10 en fonction de l'angle de braquage des roues avant 2, est produit par un vérin de travail 33 dont une extrémité s'appuie sur le cadre d'accouplement 12 et dont l'autre extrémité est articulée à l'une des bielles 24, 25. La figure 8 montre le schéma hydraulique corres- pondant. Ici, le volant de direction 34 est relié directe- ment à une centrale de direction 35 d'o part une canalisation 36 débouchant sur la face active du piston du vérin de direction 37, relié lui-même directement par sa tige de piston au système de direction 38 des roues avant 2. La canalisation 39 partant du vérin de direction 37, du côté de la tige de piston aboutit, à travers une électro- vanne multivoie 40 au vérin de travail 33 du côté de sa tige de piston. Entre l'électrovanne 40 et le vérin de tra- vail 33 est montée, sur les canalisations 41, 42, une com- binaison de soupapes 43 comportant cinq soupapes. Les figures 9 à 11 font apparaître sous la forme de surfaces hachurées larges, les surfaces balayées par les outils 13 des équipements de travail 4, 5, 10 lorsque le véhicule va tout droit et lorsqu'il décrit une courbe vers la droite et vers la gauche. On peut aussi voir, indiquées par des hachures plus serrées, les surfaces de dépôt dans le cas de dépôt sous forme d'andains individuels. LISTE DES REFERENCES 1 véhicule porteur 2 roues avant 3 roues arrière 4; 5 ensembles de travail 6; 7 consoles 8; 9 cadre porteur 10 ensemble frontal de travail 11 dispositif de levage 12 cadre d'accouplement 13 outils de travail 14; 15 bielles supérieures 16; 17 bielles inférieures 18; 19 barres d'accouplement ; 21 vérins de levage 22; 23 paliers arrière d'oscillation 24 bielle de droite 25 bielle de gauche 26; 27 paliers avant d'oscillation 28 cadre de réception de l'ensemble de travail 29 cadre de l'ensemble de travail 30 accouplement de surcharge 31 suspension pendulaire 32 obstacle 33 vérin de travail 34 volant de direction 35 centrale de direction 36 canalisation 37 vérin de direction 38 système de direction 39 canalisation 40 électrovanne 41; 41 canalisation 43 combinaison de soupapes Q zone de surcoupe. R E V E N D I C A T I ONS 1 ) Combinaison d'équipements de travail montés sur un véhicule porteur à roues avant directrices, mobile avec le braquage de ces roues, ces équipements de travail du type de ceux utilisés pour les travaux agricoles ou com- munaux, tels que par exemple des faucheuses, des épandeu- ses, des semoirs, des balayeuses, etc., combinaison dans laquelle: - le véhicule porteur (1) est muni, entre les roues avant et arrière, d'équipements latéraux de travail (4, 5) et, à l'avant, d'un autre équipement frontal de travail (10) monté directement devant les roues avant (2), ces trois équipements étant transversaux par rapport à la direction d'avancement du véhicule, - il existe une zone de recouvrement des actions des outils de travail (13) de l'équipement frontal (10) et des équi- pements latéraux (4, 5), - la liaison entre l'équipement frontal de travail (10) et le dispositif de levage (11) du véhicule porteur (1) est assurée par un cadre d'accouplement (12), combinaison ca- ractérisée en ce que l'équipement frontal (10) est monté sur le véhicule porteur (1) de manière à pouvoir se dé- placer transversalement par rapport à la direction d'avancement du véhicule, en même temps que les roues avant (2), modifient leur angle de braquage et en fonc- tion de cet angle. 2 ) Combinaison selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le déplacement total de l'équipement frontal (10) correspond au minimum à 0 à 20 % et au maximum 0 à 40 % de l'angle maximal de braquage des roues avant (2). 3 ) Combinaison selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le déplacement de l'équipement fron- tal (10) est, dans toute son étendue, directement propor- - 15 tionnel à la variation de l'angle de braquage à l'intérieur de sa plage d'utilisation. 4 ) Combinaison selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que: - le cadre d'accouplement (12) porte, à l'arrière, des pa- liers d'oscillation (22, 23) sensiblement verticaux dans lesquels sont montées une bielle de gauche (25) et une bielle de droite (24) toutes deux orientées selon la di- rection du déplacement et qui forment un parallélogramme avec un cadre de réception (28) d'un équipement de tra- vail auquel elles sont reliées par des paliers avant ver- ticaux d'oscillation (26, 27) situés à leurs extrémités, - le cadre de réception (28) partant des paliers d'oscilla- tion avant (26, 27) s'étend selon la direction d'avance- ment du véhicule, et l'équipement frontal de travail (10) est, au niveau de son centre de gravité, fixé par son ca- dre (29) à l'extrémité avant du cadre de réception (28), et - un vérin de travail (33) s'appuyant sur le cadre d'accou- plement (12) et orienté sensiblement transversalement par rapport à la direction d'avancement du véhicule, est re- lié par une articulation à la bielle de gauche (25) ou de droite (24) et fonctionne en coopération avec le vérin de direction (37) des roues avant (2). 5 ) Combinaison selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que l'équipement frontal (10) est fixé sur le cadre de réception (28) par l'intermédiaire d'un ac- couplement de surcharge (30) monté à l'extrémité avant du cadre (28) et dont l'axe de rotation est transversal par rapport à la direction d'avancement du véhicule. 6 ) Combinaison selon la revendication 1, 4 et 5, caractérisée en ce qu'une suspension pendulaire (31), d'axe orienté selon la direction d'avancement du véhicule, est prévue entre l'accouplement de surcharge (30) et le cadre (29) de l'équipement de travail. 7 ) Combinaison selon les revendications 1 et 4 à 6, caractérisée en ce que la bielle de gauche (25) et la bielle de droite (24), dans leur orientation selon la di- rection d'avancement du véhicule, sont symétriques par rap- port au centre de gravité de l'équipement frontal (10). 8 ) Combinaison selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que lorsque le vérin de travail (33) a atteint l'une ou l'autre de ses positions extrêmes, l'huile qu'un mouvement supplémentaire du vérin de direction (37) envoie au vérin de travail, est renvoyée par une combinai- son de soupapes (43) située en amont de ce vérin, au cir- cuit d'huile à travers la centrale de direction (35). 9 ) Combinaison selon la revendication 1, 4 et 8, caractérisée en ce que l'amenée d'huile au vérin de travail (33) peut être court-circuitée par une électrovanne (40) à plusieurs voies, couplée à l'organe de commande de la mise en service des équipements de travail (4, 5, 10).