Brevet FR2730191A1 — publié le 19960809

CHASSIS SUSPENDU POUR ENGIN AGRICOLE La présente invention a pour objet un châssis suspendu pour engin agricole, et trouve plus particulièrement son application dans la fabrication d'engins agricoles qui sont équipés de rampes, tels que par exemple les véhicules agricoles utilisés pour pulvériser un liquide. Actuellement, dans le domaine agricole, pour réaliser la pulvérisation par. exemple avec un engrais liquide, on utilise des engins autonomes qui sont équipés de rampes de pulvérisation, supportées par le châssis de l'engin. Ces engins pulvérisateurs sont de deux types. Ils peuvent être tractables au moyen d'un véhicule motorisé, ou bien il peut s'agir de véhicules agricoles automoteurs. De manière usuelle, les rampes de pulvérisation sont articulées par rapport au châssis de l'engin, de telle sorte qu'à l'état replié,elles se trouvent positionnées dans l'axe d'avancement du châssis, et qu'à l'état déployé, elles se positionnent transversalement et en porte-à faux par rapport au châssis. Lorsque l'on souhaite déplacer l'engin sans mettre en oeuvre les rampes de pulvérisation, on replie avantageusement celles-ci le long du châssis, en sorte de réduire l'encombrement de l'engin agricole, ce qui facilite les déplacements notamment sur route. En revanche, lorsque l'on veut mettre en oeuvre les rampes de pulvérisation, on les déploie, ce qui permet de pulvériser en un seul passage sur une très grande largeur. Jusqu'à présent, on a cherché à améliorer le rendement de ce type d'engin agricole en essayant d'augmenter au maximum la dimension des rampes. Aujourd'hui, la largeur de pulvérisation de ces engins pouvant atteindre une quarantaine de mètres, il en résulte que l'augmentation de la longueur des rampes entraînerait un surcoût excessif pour pallier aux contraintes mécaniques subies par le châssis; il n'est donc plus envisageable aujourd'hui d'augmenter le rendement de ces engins agricoles en cherchant à augmenter la longueur des rampes de pulvérisation. -2 - L'autre solution pour augmenter le rendement de ces engins agricoles est d'augmenter leur vitesse de déplacement. Cependant, cette solution pose un problème au niveau de la stabilité des rampes de pulvérisation à l'état déployé. En effet, les terrains sur lesquels sont utilisés ces engins agricoles sont par nature très accidentés, et les suspensions actuelles des essieux de ces engins ont tendance à amplifier les différences de niveau du sol prises dans une direction transversale à la direction d'avancement. Il en résulte une oscillation des rampes de pulvérisation à l'état déployé, qui est accentuée par la longueur de ces rampes, et qui est préjudiciable à la stabilité de l'engin. Pour cette raison, on n'est pas en mesure à ce jour d'augmenter les vitesses de travail de ce type d'engin agricole. Le but de la présente invention est de proposer un châssis suspendu pour engin agricole, qui permet d'augmenter les vitesses de déplacement de l'engin, en conservant un maximum de stabilité transversale au châssis. Pour atteindre ce but, le châssis de l'invention comporte de manière connue un cadre qui est supporté au niveau de ces deux parties extrêmes respectivement par un premier essieu reliant deux roues entre elles, et par un support roulant. Ce support roulant pourra par exemple être un deuxième essieu placé sous le cadre du châssis dans le cas d'un véhicule agricole auto-moteur, ou bien dans le cas d'un engin agricole non motorisé, par le train de roulement arrière du véhicule qui est utilisé pour tracter l'engin et qui est généralement un tracteur agricole. De manière caractéristique selon l'invention, le premier essieu est fixé rigidement à un premier palonnier monté libre en rotation sur le cadre, autour d'un axe qui est transversal à la direction d'avancement du cadre, et qui est décalé vers le haut et vers l'avant du cadre par rapport à l'axe des roues; des premiers moyens de suspension sont interposés entre le palonnier et le cadre; et la partie du cadre opposée au premier essieu est conçue pour pouvoir pivoter librement par rapport au support roulant, autour d'un axe central et parallèle à la direction d'avancement du cadre. -3 - Le premier essieu du châssis de l'invention n'étant pas libre en rotation selon l'axe d'avancement du châssis, il constitue un essieu rigide au roulis. Par ailleurs, lorsqu'une roue arrive au contact d'une bosse, compte tenu de la position de l'axe de rotation du palonnier, les roues s'escamotent vers l'arrière du châssis, selon un mouvement amorti par les moyens de suspension du palonnier. Il en résulte que les chocs dans le sens d'avancement de l'engin sont parfaitement absorbés et le cadre du châssis conserve une garde au sol constante au moins au niveau du premier essieu. Enfin, conformément au principe géométrique selon lequel trois points suffisent à définir un plan, le pivotement de la partie du cadre du châssis qui est opposée au premier essieu permet avantageusement, en combinaison avec l'utilisation d'un premier essieu rigide au roulis, de conserver le cadre du châssis dans un plan parallèle au sol, et ce quel que soit le mouvement oscillant susceptible d'être pris selon l'axe d'avancement de l'engin, par le support roulant au contact au sol. Grâce au châssis de l'invention, on obtient donc une de stabilité transversale maximale au niveau du premier essieu. On comprend à la lumière de l'explication ci-dessus que s'agissant d'un engin agricole de pulvérisation, les rampes de pulvérisation seront fixées sur le châssis au niveau du premier essieu, qui peut être soit à l'avant soit à l'arrière dans le sens d'avancement de l'engin. Selon une première variante de réalisation, le châssis est prévu pour un engin agricole tractable. Dans ce cas, il comprend un unique essieu arrière, et le cadre du châssis est équipé, à l'opposé de cet essieu arrière, d'une attache centrale montée pivotante selon la direction d'avancement du châssis. Selon une deuxième variante de réalisation, le châssis de l'invention est prévu pour un engin agricole auto-moteur. Dans ce cas, le support roulant est un deuxième essieu qui relie deux roues entre elles, et qui est monté libre en rotation sur un deuxième palonnier, autour d'un axe central et parallèle à la direction d'avancement du cadre; le deuxième palonnier est monté libre en rotation sur le cadre, autour d'un axe qui est transversal à la direction d'avancement du cadre, et -4 - qui est décalé vers le haut et vers l'avant des roues du deuxième essieu; et des deuxièmes moyens de suspension sont interposés entre le cadre et le deuxième palonnier. De la même manière que pour le premier essieu, la rotation du deuxième palonnier permet d'absorber les chocs dans la direction d'avancement de l'engin. Le cadre du châssis conserve donc, sur toute sa longueur, une garde au sol constante. La libre rotation du deuxième essieu permet d'obtenir une bonne adaptation du châssis au terrain, sans modification de l'horizontalité du cadre du châssis et sans contrainte excessive au niveau du chassis. L'application de cette nouvelle structure des deuxième essieu et palonnier n'est pas limitée au seul châssis suspendu pour engin agricole conforme à l'invention, tout châssis pouvant avantageusement en être équipé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va à présent être donnée d'un exemple préféré de réalisation d'un châssis suspendu pour engin agricole automoteur, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une représentation en perspective d'un châssis équipé de deux trains de roulement, - La figure 2 est une vue schématique de côté du train de roulement avant du châssis de la figure, et - La figure 3 est une vue schématique de face du châssis de la figure 1. On a représenté à la figure 1 un châssis suspendu 1 conforme à l'invention et plus particulièrement adapté pour un véhicule pulvérisateur auto-tracté. Ce châssis 1 comporte un cadre 2, d'axe central 2a, supporté à ses deux parties extrêmes par deux trains de roulement arrière et avant référencés respectivement et6. Dans l'exemple illustré, le cadre 2 comporte deux profilés longitudinaux 3 parallèles, rendus solidaires au moyen de trois traverses 4a, 4b, 4c. Sur la figure -5- 1, par souci de clarté, un seul des deux profilés 3 a été représenté. L'extrémité avant 3a de chaque profilé 3 se prolonge en outre par un profilé court 3b légèrement incliné vers le bas. Chaque profilé court 3b sera par exemple soudé sur l'extrémité avant 3a d'un profilé 3. Les deux profilés courts 3b sont en outre maintenus écartés en position parallèle au moyen d'une traverse 4d. Les organes principaux (non représentés) du véhicule pulvérisateur se répartissent de la manière suivante par rapport au cadre 2 du châssis 1. Le moteur est positionné en partie avant sur les profilés courts 3b. La cabine de pilotage est positionnée au niveau des deux traverses 4b et 4c. La citerne contenant le liquide à pulvériser est placée en partie arrière, sur les traverses 4a et 4b. Les rampes de pulvérisation sont fixées au niveau du train de roulement arrière 5. Le train de roulement arrière 5 comporte un essieu 7a qui relie entre elles deux roues 8a, supportées en rotation par des porte-roues 9a; une seule de ces deux roues 8a est représentée sur la figure 1. Cet essieu arrière 7a est fixé rigidement à un palonnier 10a, monté pivotant par rapport au cadre 2 du châssis 1. Enfin, des moyens de suspension 15a sont interposés entre le palonnier arrière 1Oa et le cadre 2. Plus particulièrement, le palonnier 1Oa est pivotant autour de deux axes 12a, solidaires respectivement de deux triangles 13a eux-mêmes fixés en vis-à-vis l'un de l'autre sur chaque profilé 3 du cadre 2. Les deux axes 12a sont situés dans le prolongement l'un de l'autre, dans une direction transversale à l'axe 2a du cadre 2. Dans l'exemple particulier de la figure 1, l'essieu 7a est fixé rigidement au palonnier 1Oa par l'intermédiaire de deux bras 1la, faisant office de bras de levier par rapport aux deux axes de rotation 12a. Le palonnier 1Oa comporte un plateau central 14a qui sert de support aux moyens de suspension 15a et dont la face inférieure repose et est soudée sur l'essieu 7a. Ce plateau central 14a fait office de bras de levier par rapport aux deux axes de rotation 12a du palonnier a. Les moyens de suspension 15a consistent, d'une part en un ressort de - 6 - compression cylindrique à fil rond et à pas constant 16a, qui est positionné en arrière de l'essieu 7a, et d'autre part en deux amortisseurs 17a placés de part et d'autre du ressort 16a, sensiblement au niveau de l'essieu 7a. Le train de roulement avant 6 se différencie du train de roulement arrière 5 qui vient d'être décrit principalement en ce que son essieu avant 7b n'est pas un essieu rigide au roulis, contrairement à l'essieu arrière 7a, mais est monté libre en rotation sur le palonnier avant lOb, autour d'un axe I lb parallèle à l'axe 2a du cadre 2 et centré par rapport au cadre 2. On a représenté à la figure 2, le mouvement de recul des deux roues 8b du train avant 6, lorsque celles-ci arrivent simultanément au contact d'une butte 18 du sol. Cette figure 2 fait clairement apparaître que les axes de rotation 12b du palonnier avant lOb sont décalés vers l'avant d'une distance d, et vers le haut d'une distance d2, par rapport aux axes de rotation 8c des roues avant 8b. Ainsi lorsque les deux roues avant 8b arrivent au contact de la butte 18, elles font pivoter le palonnier avant lOb vers le haut d'un angle cc, autour des axes 12b, par l'intermédiaire de l'axe 1 lb faisant office de bras de levier. Ce mouvement d'oscillation vers le haut du palonnier avant lOb est amorti par les moyens de suspension 15b. Par ailleurs, compte-tenu des positions relatives des axes de rotation 12b et des axes 8c des roues avant 8b, ce pivotement du palonnier avant lOb se traduit par un escamotage vers l'arrière des roues avant 8b. Les chocs subis dans la direction d'avancement du châssis sont donc parfaitement absorbés par le train de roulement avant 6. S'agissant du train arrière 5, on retrouve la même position relative des axes 12a par rapport aux axes de rotation des roues arrière 8a, que pour le train avant 6; le train arrière 5 absorbe donc de la même façon les chocs dans le sens d'avancement du châssis 1. Si l'on se réfère à présent à la figure 3, lorsque le train de roulement avant 6 arrive au niveau d'une déclivité du sol 19, qui est transversale à la direction de progression du châssis, l'ensemble essieu 7b et roues avant 8b, s'adapte parfaitement à cette déclivité, par rotation de l'essieu avant 7b autour de l'axe 1 lb, -7 - d'un angle 13 par rapport à l'horizontale. Lorsque le train arrière 5 arrive au niveau de cette déclivité 19, l'essieu arrière et par là-même le cadre du châssis suivent cette déclivité. L'essieu arrière 7a présentant une résistance importante au roulis, on évite tout mouvement d'oscillation du cadre du châssis, ce qui ne serait pas le cas si l'essieu arrière avait été monté pivotant et équipé de moyens de suspension supplémentaires.Le cadre 2 du châssis reste donc constamment dans un plan parallèle au sol, l'absorption des chocs dans le sens d'avancement de l'engin par les palonniers 10_a, lOb et les moyens de suspension 15a, 15b permettant par ailleurs au châssis de conserver une garde au sol constante, sans amplification des différences de niveau du sol prises dans une direction transversale à la direction d'avancement de l'engin. Il convient de remarquer que le débattement de l'essieu avant 7b autour de l'axe 1 lb est limité en amplitude par le plateau 14b du palonnier avant lOb. La valeur maximale de l'angle 13 dépendra donc de l'écart e entre le plateau 14b et l'essieu avant 7b (figure 2), ainsi que de la largeur du plateau 1 4b. Il est envisageable de placer des butées de protection en caoutchouc, entre l'essieu avant 7b et le plateau 14b du palonnier 1Ob, de part et d'autre de l'axe 1 lb. La fonction des ces butées devra dans ce cas être uniquement de protéger le palonnier 10b et l'essieu avant 7b contre l'usure mécanique due aux chocs. Dans un exemple précis de réalisation, l'écart entre les deux roues de chaque train de roulement était de 1,80m; les distances d, et d2 étaient identiques pour les deux trains avant et arrière et valaient respectivement 300 et 400mm; la valeur maximale des angles a et 13 était de l'ordre de 20 ; les roues avant et arrière possédaient un débattement maximum dans un plan vertical de 0,5m. L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit. Les trains de roulement 5 et 6 pourraient être inversés; dans ce cas, les rampes de pulvérisation seraient fixées à l'avant, et non plus à l'arrière du châssis. Dans une autre variante de réalisation pour engin agricole destiné à être tracté au moyen d'un véhicule motorisé, le châssis pourra ne comporter qu'un - 8 - unique train de roulement arrière 5. La liaison entre le châssis et le véhicule tracteur sera dans ce cas réalisée au moyen d'une attache centrée sur la partie avant du cadre du châssis, et pouvant pivoter selon un axe parallèle à l'axe d'avancement du châssis. Dans cette autre variante, le châssis aura de préférence une forme de triangle isocèle, dont la base sera supportée par le train de roulement arrière. il est également envisageable dans le cadre de l'invention d'utiliser tout autre moyen de suspension connu de l'homme du métier. On pourra notamment remplacer le ressort mécanique 16a par un ressort ou soufflet pneumatique, ou encore par des vérins de suspension oléo-pneumatiques. - 9 - REVENDICATIONS 1. Châssis suspendu (1) pour engin agricole, comportant un cadre (2) qui est supporté au niveau des ses deux parties extrêmes respectivement par un premier essieu (7_a) reliant deux roues (8a) entre elles, et par un support roulant, caractérisé en ce que le premier essieu (7a) est fixé rigidement à un premier palonnier (10a) monté libre en rotation sur le cadre (2), autour d'un axe (12a) qui est transversal à la direction d'avancement du cadre et qui est décalé vers le haut et vers l'avant du cadre (2) par rapport à l'axe des roues (8a), en ce que des premiers moyens de suspension (15a) sont interposés entre le palonnier (10a) et le cadre (2), et en ce que la partie du cadre (2) opposée au premier essieu (7a) est conçue pour pouvoir pivoter librement par rapport à son support, autour d'un axe central et parallèle à la direction d'avancement du cadre. 2. Châssis selon la revendication 1 pour engin agricole tractable, caractérisé en ce qu'il comprend un unique premier essieu arrière, et en ce que le cadre du châssis est équipé, à l'opposé de cet essieu amière, d'une attache centrale montée pivotante selon la direction d'avancement du châssis. 3. Châssis selon la revendication 1 pour engin agricole auto-moteur, caractérisé en ce que le support roulant est constitué par un deuxième essieu (7b_) qui relie deux roues (8b) entre elles et qui est monté libre en rotation sur un deuxième palonnier (10b), autour d'un axe (11 b) central et parallèle à la direction d'avancement du cadre (2), en ce que le deuxième palonnier (lOb) est monté libre en rotation sur le cadre (2), autour d'un axe (12b) qui est transversal à la direction d'avancement du cadre (2), et qui est décalé vers le haut et vers l'avant du cadre (2) par rapport à l'axe (8c) des roues (8b) du deuxième essieu (7b), et en ce que des deuxièmes moyens de suspension (15b) sont interposés entre le cadre (2) et le deuxième palonnier (10b). 4. Châssis selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le premier (10a) et s'il y a lieu deuxième (10b) palonniers comportent respectivement un plateau central (14a,14b) qui supporte les moyens de suspension (15a, 15b), et - 10- fait office de bras de levier par rapport à l'axe transversal de pivotement (12a, 12b) du palonnier (10a,1 Ob). 5. Châssis selon les revendication 3 et 4 caractérisé en ce que le plateau central (14b) du deuxième palonnier (lOb) est positionné au- dessus du deuxième essieu (7h_) et en limite le débattement axial. 6. Châssis selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premiers (15a) et s'il y lieu deuxièmes (15b) moyens de suspension sont chacun constitués par un unique ressort (16a,16b) ou soufflet pneumatique ou vérin oléo-pneumatique positionné sur l'axe central d'avancement (2_a) du cadre (2), et monté en parallèle avec un ou plusieurs amortisseurs (17a,17b).