Brevet FR2787528A1 — publié le 20000623

La présente invention concerne un système fluidique destiné à alimenter en fluide sous pression au moins deux récepteurs disposés en parallèle et à permettre, en cas d'un dysfonctionnement de l'un des ré- cepteurs entraînant une surpression du fluide d'alimentation, de ralentir voire d'arrêter le fonctionnement de l'autre récepteur, le temps nécessaire au récepteur défaillant de reprendre son fonctionnement normal. Les récepteurs peuvent être des moteurs, des vérins ou, d'une fa- çon générale, tout dispositif fonctionnant à partir d'un fluide sous pres- sion. Un tel dysfonctionnement peut notamment survenir dans le cas o la puissance mécanique délivrée par l'un des récepteurs fluidiques à partir de la pression d'alimentation du système ne permet pas d'effectuer en totalité le travail souhaité (par exemple, par suite d'une augmentation temporaire de l'effort à fournir par le récepteur pour réaliser le travail), si bien que ce récepteur peine à délivrer sa puissance mécanique et ne par- vient pas à faire face à l'augmentation de l'effort à fournir. Cela entraîne, par voie de conséquence, une augmentation de la pression dans la con- duite d'alimentation, puisque le récepteur défaillant ne fonctionne pas convenablement, avec les risques que cela peut engendrer sur l'autre ré- cepteur et le système en général. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, le système d'alimentation fluidique du type compor- tant un générateur de fluide sous pression et au moins un premier et un second récepteurs agencés en parallèle sur le circuit fluidique et reliés, à leurs entrées, à une conduite d'alimentation issue du générateur et, à leurs sorties, à une conduite de refoulement reliée au générateur, est re- marquable, selon l'invention, en ce que, pour ralentir et, si nécessaire, arrêter le fonctionnement dudit premier récepteur par suite d'une surpres- sion dans la conduite d'alimentation provenant dudit second récepteur, il comprend un déviateur fluidique à moyens de rappel élastique, disposé entre ladite conduite d'alimentation et ledit premier récepteur et pouvant occuper, quand aucune surpression n'est détectée, une première position sous l'action des moyens de rappel élastique, mettant en communication la conduite d'alimentation avec ledit premier récepteur, et, quand la sur- pression survient, une seconde position s'opposant auxdits moyens de rappel élastique, mettant en communication la conduite d'alimentation avec la conduite de refoulement du premier récepteur via une conduite de dérivation, le passage de la première vers la seconde position mettant la conduite d'alimentation en communication avec ledit premier récepteur et ladite conduite de dérivation. Ainsi, si un effort de travail supplémentaire, imprévu, est demandé au second récepteur, entraînant, par suite de sa difficulté à faire face à la surcharge de travail, une surpression dans la conduite d'alimentation, le premier récepteur est alors mis progressivement hors circuit grâce à l'ac- tion du déviateur à moyens de rappel élastique agissant quand un seuil de pression prédéterminé est atteint et passant de sa première vers sa se- conde position. Cela permet d'évacuer la surpression (partiellement ou en totalité) dans la conduite de refoulement via la conduite de dérivation, le temps que le second récepteur réalise son travail jusqu'à ce qu'il retrouve un fonctionnement normal quand la pression d'alimentation est à nouveau normale. A ce moment, le déviateur repasse, sous l'action des moyens de rappel élastique, vers sa première position. Avantageusement, lesdits moyens de rappel élastique sont régla- bles en tension. Ainsi, on peut adapter le déclenchement dudit déviateur à la valeur ou au seuil de surpression souhaité. Par exemple, lesdits moyens de rappel élastique peuvent être dé- finis par un ressort de compression dont la raideur est réglable et qui s'oppose au déplacement dudit déviateur quand la pression dans la con- duite d'alimentation est inférieure à un seuil prédéterminé. De préférence, ledit déviateur comprend un corps extérieur à l'in- térieur duquel peut coulisser un élément coulissant dont une face trans- versale est reliée à la conduite d'alimentation par une liaison et dont l'au- tre face transversale est liée auxdits moyens de rappel élastique. Dans ce cas, ledit élément coulissant du déviateur et ledit ressort sont alignés, et ledit ressort est fixé par l'une de ses extrémités, à la face transversale correspondante dudit élément et, par l'autre extrémité, à une tige filetée, réglable, qui est vissée dans un support solidaire du corps dudit dévia- teur. Dans une application préférentielle, quoique non exclusive, de I'invention, le système d'alimentation fluidique est destiné à la distribution de matière végétale (paille, foin,...) mise sous forme de balle cylindrique. Une telle machine agricole comporte généralement - un châssis; - un transporteur sans fin formant le fond dudit châssis et portant ladite balle pour lui imprimer, par l'intermédiaire d'un moteur, un mouvement de rotation et l'amener en direction de sa sortie; et - un organe de distribution rotatif sous l'action d'un moteur, lié audit châssis et situé en sortie dudit transporteur, orthogonalement au sens de déplacement de ce dernier, pour distribuer la matière végétale. Selon l'invention, la machine est équipée du système d'alimenta- tion fluidique tel que défini précédemment, lesdits premier et second ré- cepteurs correspondant respectivement aux moteurs dudit transporteur et dudit organe de distribution rotatif. i --M i Ainsi, en cas de bourrage au niveau de l'organe rotatif, la sur- pression engendrée par son moteur et dans la conduite d'alimentation provoque le déplacement des moyens de rappel élastique qui dérivent le fluide sous pression partiellement ou en totalité vers la conduite de re- foulement du moteur du transporteur, ralentissant ou arrêtant ce dernier le temps que le moteur de l'organe rotatif retrouve son fonctionnement normal par suite de l'élimination progressive du bourrage. Le système d'alimentation permet ainsi de réguler le fonctionnement de l'organe dis- tributeur rotatif. Par ailleurs, ledit châssis est monté rotatif sur un support par l'in- termédiaire d'un moteur de commande définissant un troisième récepteur dudit système. Avantageusement, la machine est accouplée à un engin motorisé dont un groupe de puissance constitue ledit générateur de fluide sous pression dudit système. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente, schématiquement, un exemple de réalisa- tion du système d'alimentation fluidique selon l'invention. La figure 2 représente le déviateur à moyens de rappel élastique monté sur ledit système. La figure 3 représente, en plan, une machine agricole pour distri- buer de la matière végétale mise sous forme de balle, et qui est équipée dudit système d'alimentation fluidique. Le système d'alimentation fluidique 1 représenté schématique- ment sur la figure 1, comprend un générateur de fluide sous pression 2 (liquide hydraulique, gaz,...) et, dans cet exemple, deux récepteurs ou rai I organes récepteurs 3, 4 agencés en parallèle l'un par rapport à l'autre sur le circuit fluidique formé par le système. Une conduite d'alimentation en fluide sous pression 6 est issue du générateur 2 et sur celle-ci se raccordent les entrées respectives 3A, 4A des récepteurs agencés en parallèle. Les sorties respectives 3B, 4B de ces derniers sont raccordées, par une conduite de refoulement 7, au gé- nérateur 2. Entre la conduite d'alimentation 6 et le premier récepteur 3, il est prévu, selon l'invention, un déviateur fluidique 8 à moyens de rappel élas- tique 9. Le déviateur 8 comprend une entrée 8A en communication avec la conduite d'alimentation 6 pour recevoir le fluide sous pression, et deux sorties 8B et 8C, dont l'une 8B est directement reliée, par une liaison 10, à l'entrée 3A du premier récepteur 3 et dont l'autre 8C est reliée, par une conduite de dérivation 16, en aval de la sortie 3B dudit premier récepteur vers la conduite de refoulement 7. Comme le montrent les figures 1 et 2, le déviateur fluidique 8 se compose d'un corps extérieur creux 8D, à l'intérieur duquel peut coulisser un élément coulissant ou tiroir 8E de façon connue en soi, pour mettre en communication fluidique l'entrée 8A avec les sorties 8B, 8C ménagées latéralement sur ledit corps 8D. Pour cela, I'une des faces transversales 8F du tiroir 8E est reliée par une liaison 13 à la conduite d'alimentation 6 de sorte qu'elle reçoit le fluide sous pression. L'autre face transversale opposée 8G est, quant à elle, associée aux moyens de rappel élastique 9. Ces moyens 9 comprennent un ressort de compression 9A qui est agencé coaxialement à l'élément coulissant 8E du déviateur, extérieure- ment à ce dernier. L'une des extrémités du ressort 9A s'applique sur la face transversale 8G de l'élément coulissant et son autre extrémité coo- père avec le bout 1 1 A d'une tige filetée 1 1 disposée coaxialement au ressort 9A. Cette tige est vissée dans un trou taraudé 1 2A d'une plaque support 12 solidaire du corps extérieur 8D du déviateur par l'intermédiaire de tiges de fixation appropriées 14. L'autre extrémité 1 1B de la tige se termine par une poignée ou analogue 11C permettant de visser plus ou moins la tige 11 par rapport au déviateur fixe 8 et, donc, d'agir sur la rai- deur du ressort. Au moins un écrou de serrage 15 assure le maintien de la tige 11 dans la position de réglage souhaitée, par rapport au déviateur, corres- pondant à une raideur donnée du ressort. L'action du déviateur 8 à moyens de rappel élastique 9 intervient lorsque la pression dans la con- duite d'alimentation 6 atteint une valeur ou un seuil prédéterminé, comme on le verra ci-après en détail dans un exemple d'application du système fluidique. Dans cette application préférentielle, quoique non exclusive, le système 1 est destiné à équiper une machine agricole 20 pour le trans- port et la distribution de matière végétale MV mise préalablement sous forme de balle B et destinée à l'alimentation du bétail. Comme le montre la figure 3, une telle machine agricole 20 com- prend notamment un châssis 21, un transporteur sans fin 22, un organe de distribution rotatif 23 et un support 24. En particulier, le châssis 21 est constitué d'un assemblage appro- prié de longerons, traverses et analogues, monté sur le support 24 et por- tant le transporteur sans fin 22 et l'organe rotatif 23. Le transporteur sans fin 22 constitue le fond du châssis 21 et présente, de façon connue, une forme incurvée, en berceau, de manière que sa sortie 22S soit à un niveau supérieur à son entrée 22E. Sur le transporteur est déposée la balle cylindrique B de matière végétale dont l'axe A est orthogonal au sens de défilement F du transporteur qui est parallèle au plan longitudinal médian du châssis 21. Dans ce mode de réalisation, le transporteur 22 est constitué de deux chaînes de transmission sans fin 22A espacées parallèlement l'une de l'autre et sur lesquelles sont montées, de façon équidistante, des bar- res transversales 22B munies de pointes saillantes 22C. Ainsi, la périphé- rie de la balle pénètre dans les pointes pour y être saisie. Les chaînes s'enroulent sur des roues dentées 22D portées par deux arbres parallèles 22F qui sont liés au châssis par des paliers et dont l'un est accouplé à un moteur hydraulique pour la mise en mouvement du transporteur. Ce mo- teur hydraulique correspond au premier récepteur 3 du système 1. Ainsi, la balle B est entraînée en rotation autour de son axe A et se dirige, tout en tournant, vers la sortie relevée 22S du transporteur 22 o se trouve l'organe rotatif 23. Ce dernier est agencé transversalement au sens de défilement F du transporteur et son axe de rotation est donc parallèle à l'axe de rota- tion A de la balle, mais son sens de rotation R1 est contraire à celui R de la balle cylindrique. Ainsi, la matière végétale quittant la sortie 22S du transporteur est reprise par l'organe rotatif 23 puis passe sur sa périphé- rie supérieure pour être projetée et distribuée vers l'arrière, sur le lieu choisi. En particulier, l'organe de distribution 23 comprend un arbre 23A sur lequel sont agencées des griffes 23B destinées à saisir la matière vé- gétale MV sortant du transporteur sensiblement sur toute sa largeur. L'arbre est monté sur un porte-organe ou cadre 25 qui coopère avec des montants verticaux du châssis 21 et qui porte un moteur hydraulique en- traînant en rotation, via une transmission 26, l'arbre 4A dudit organe. Ce moteur hydraulique correspond au deuxième récepteur fluidique 4 du sys- tème. Le châssis 21 est en outre monté rotatif par l'intermédiaire d'un palier 27 (butée à billes ou analogue) à axe vertical, sur le support 24 qui est destiné à être attelé ou porté à I'arrière ou à I'avant d'un engin moto- il 1 l I risé (non représenté) au moyen d'un montage spécifique 28 (du type à trois points, télescopique,...). L'entraînement en rotation du châssis 21 par rapport au support 24, solidaire de l'engin motorisé, est assuré par un moteur hydraulique 29 coopérant, via une transmission 30, avec le palier à billes 27 et définissant un troisième récepteur fluidique du système. Comme le montre la figure 1, ce troisième récepteur ou moteur hydraulique 29 est relié à la conduite d'alimentation 6 par l'intermédiaire d'un déviateur fluidique à commande manuelle 31, c'est-à-dire que, selon la position choisie par l'opérateur, le fluide sous pression issu du généra- teur 2 se dirige soit vers les premier et deuxième récepteurs 3, 4, soit vers le troisième récepteur 29. Une liaison 32 relie la sortie correspon- dante du déviateur 31 à l'entrée 29A du troisième récepteur. Sa sortie 29B est en communication avec la conduite de refoulement 7 par une liaison 33 munie d'un régulateur de débit 34. Grâce à la rotation du châssis 21, la machine 20 peut occuper une quelconque position de distribution pour déposer la matière végétale là o on le souhaite, ainsi qu'une position de chargement de la balle B sur le transporteur 22 en amenant, après rotation du châssis de 180 par rapport à la figure 3, la paroi transversale inclinée 21A du châssis, via le montage spécifique 28, contre le sol pour charger la balle sur le transpor- teur. Si les trois moteurs hydrauliques 3, 4, 29 du système 1 sont si- tués sur la machine agricole 20, le générateur de fluide sous pression 2 se trouve sur l'engin motorisé et correspond avantageusement à l'un de ses groupes de puissance. On notera, par ailleurs, que lesdits moteurs sont à cylindrée cons- tante et à deux sens de rotation, la conduite d'alimentation devenant la conduite de refoulement du système et la conduite de refoulement deve- nant la conduite d'alimentation. Le fonctionnement de la machine agricole et, par conséquent, du système s'effectue de la façon suivante. Tout d'abord, le châssis de la machine agricole 20 est amené dans la position de distribution souhaitée de la matière végétale. Pour ce- la, le moteur hydraulique 29 du système est rendu actif par suite de la mise en position du déviateur 31 dans la position mettant en communica- tion ce dernier avec le moteur 29 via la liaison 32. Les deux autres mo- teurs 3, 4 sont alors isolés fluidiquement et, donc, inactifs. Après réglage de la rotation du châssis 21 sur le support 24 par le palier 27, le dévia- teur 31 est actionné pour basculer celui-ci et mettre en communication fluidique, via la conduite d'alimentation 6, les deux moteurs en parallèle 3 et 4 et, simultanément, isoler le troisième moteur 29. Le générateur 2 alimente en fluide sous pression les deux moteurs hydrauliques de sorte que, en fonctionnement, la vitesse de rotation de I'organe distributeur 23 (pouvant atteindre 1500 t/mn) et la vitesse d'avance ou de défilement du transporteur sans fin 22 sont sensiblement constantes. La matière végétale périphérique MV de la balle en rotation est progressivement déroulée par les pointes 22C du transporteur puis amenée et saisie par les griffes 23B de l'organe pour passer sur celui- ci et être projetée à l'endroit souhaité. Pendant ce temps, le ressort 9A du dé- viateur 8 s'oppose à la pression hydraulique exercée sur l'élément coulis- sant 8E par la liaison 13, de sorte que ce dernier est maintenu en posi- tion, le fluide sous pression alimentant directement le moteur 3 par la liai- son 10. Cependant, il peut arriver qu'un "bourrage" se produise entre l'or- gane de distribution 23 et la sortie 22S du transporteur 22, par accumula- tion de la matière végétale, de sorte que l'organe rotatif 23 peine à éva- cuer le surplus de matière végétale MV. Cela se traduit par une diminu- tion de sa vitesse angulaire mais, simultanément, par une augmentation ii -Tif de la pression à l'entrée 4A du moteur et, par conséquent, dans la con- duite d'alimentation 6 puisque le moteur 4 ne refoule pas suffisamment de fluide à sa sortie 4B par suite de la diminution de sa vitesse de rota- tion. Pour faire face à cette surpression par suite du dysfonctionnement du moteur, et éviter la détérioration du système fluidique 1 et l'arrêt de la machine 20, le déviateur 8 à moyens de rappel élastique 9 intervient. La surpression fluidique régnant dans la conduite d'alimentation 6 s'appli- que, par la liaison 13, sur la face transversale 8F de l'élément coulissant 8E dudit déviateur et, quand elle atteint puis dépasse un seuil prédétermi- né correspondant à la raideur du ressort 9A, elle vainc ce dernier et per- met le déplacement progressif de l'élément coulissant 8E dans le corps 8D du déviateur. Le ressort 9A se comprime alors et l'entrée 8A du dé- viateur 8, par laquelle arrive la pression, est progressivement mise en communication avec la sortie 8C qui est en liaison fluidique, par la con- duite de dérivation 16, avec la sortie 3B du premier moteur hydraulique 3. Ce dernier fonctionne alors au ralenti puisque la liaison 10 est progressi- vement obturée (le fluide sous pression circulant de plus en plus par la conduite de dérivation 16) jusqu'à s'arrêter quand la surpression atteinte comprime le ressort 9 du déviateur pour mettre hors circuit la liaison 10 et, donc, le moteur 3 (le fluide sous pression circulant en totalité par la conduite de dérivation 16 en communication avec la conduite de refoule- ment 7). En conséquence, le déroulage de la matière végétale de la balle sur le transporteur 22 est ralenti jusqu'à s'arrêter en douceur, ce qui permet, ainsi, à l'organe distributeur 23 de traiter le surplus de matière végétale MV jusqu'à la disparition totale du bourrage, puisque ladite ma- tière n'est plus déroulée par le transporteur 22. De la sorte, I'organe dis- tributeur 23 retrouve petit à petit sa vitesse de rotation initiale et, donc, Ti- Ti: un débit normal, si bien que la pression d'alimentation à l'entrée 4A du moteur 4 diminue jusqu'à revenir à sa valeur initiale. On obtient ainsi, grâce à l'invention, une régulation hydraulique de l'organe distributeur rotatif. Comme la surpression diminue dans la conduite d'alimentation 6, le ressort 9A replace progressivement l'élément coulissant 8E dans sa position initiale illustrée sur la figure 1 pour mettre en communication fluidique la sortie 8B du déviateur avec l'entrée 3A du moteur par la liai- son 10, en obturant ainsi la conduite de dérivation 16. Le transporteur sans fin 22 reprend sa vitesse d'avance initiale par l'intermédiaire de l'as- servissement constitué du déviateur à ressort 8. Si l'on veut un déclenchement plus rapide ou plus tardif du dévia- teur, il suffit d'agir sur la tige filetée 11 de ce dernier pour régler la rai- deur du ressort en fonction des exigences. De plus, un limiteur de débit à clapet anti-retour 35 est prévu en- tre la conduite d'alimentation 6 et la conduite de refoulement 7 et il est relié à celles-ci par une liaison 36, sensiblement en amont de l'entrée du moteur 4 et en aval de sa sortie. Son but est d'éviter tout choc hydrauli- que et effet de cavitation dans le moteur 4. Dans le cas o l'utilisateur arrête brusquement la machine 20 en coupant son alimentation hydrauli- que, le moteur 4, entraîné par l'inertie de l'organe distributeur 23, risque de fonctionner comme une pompe, aspirant à l'entrée 4A (dépression) et refoulant à la sortie 4B (surpression). Le clapet anti- retour ménage l'arrêt du moteur 4 qui se met en roue libre, ce qui accroît par ailleurs sa longé- vité et évite les inconvénients ci-dessus. On remarque également que des coupleurs 37 sont agencés sur les conduites d'alimentation 6 et de refoulement 7 respectivement entre la liaison 36 et l'entrée 4A du moteur 4 et entre la liaison 36 et la sortie 4B du moteur. Ainsi, I'organe rotatif 23 peut être démonté puis remonté i TIt aisément du système fluidique à des fins de maintenance, par exemple, ou quand on souhaite utiliser la machine 20 comme une simple "dérouleuse", la matière végétale étant distribuée à proximité du châssis, en sortie 22S du transporteur. Dans ce cas, le régulateur de débit 35 est légèrement ouvert pour ménager la pompe hydraulique du générateur de fluide sous pression. Un autre régulateur de débit à clapet anti-retour 38 peut être pré- vu sur la liaison entre la conduite de dérivation 16 et la conduite de re- foulement 7. 7 - TIW- REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation fluidique du type comportant un géné- rateur de fluide sous pression (2) et au moins un premier (3) et un second (4) récepteurs agencés en parallèle sur le circuit fluidique et reliés, à leurs entrées, à une conduite d'alimentation (6) issue du générateur et, à leurs sorties, à une conduite de refoulement (7) reliée au générateur, caractérisé en ce que, pour ralentir et, si nécessaire, arrêter le fonction- nement dudit premier récepteur (3) par suite d'une surpression dans la conduite d'alimentation provenant dudit second récepteur (4), il com- prend un déviateur fluidique (8) à moyens de rappel élastique (9), disposé entre ladite conduite d'alimentation (6) et ledit premier récepteur (3) et pouvant occuper, quand aucune surpression n'est détectée, une première position sous l'action des moyens de rappel élastique, mettant en com- munication la conduite d'alimentation (6) avec ledit premier récepteur (3), et, quand la surpression survient, une seconde position s'opposant auxdits moyens de rappel élastique (9), mettant en communication la conduite d'alimentation (6) avec la conduite de refoulement (7) du pre- mier récepteur via une conduite de dérivation (16), le passage de la pre- mière vers la seconde position mettant la conduite d'alimentation en communication avec ledit premier récepteur et ladite conduite de dériva- tion. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel élastique (9) sont régla- bles en tension. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel élastique (9) sont définis par un ressort de compression (9A) dont la raideur est réglable et qui s'oppose au déplacement dudit déviateur (8) quand la pression dans la conduite d'alimentation est inférieure à un seuil prédéterminé. -T -11 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit déviateur (8) comprend un corps extérieur (8D) à l'intérieur duquel peut coulisser un élément coulissant (8E) dont une face transversale (8F) est reliée à la conduite d'alimentation par une liai- son (13) et dont l'autre face transversale (8G) est liée auxdits moyens de rappel élastique. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément coulissant (8E) et ledit ressort (9A) sont alignés, et en ce que ledit ressort (9A) est fixé par l'une de ses ex- trémités, à la face transversale correspondante dudit élément et, par l'au- tre extrémité, à une tige filetée (11), réglable, qui est vissée dans un sup- port (12) solidaire du corps dudit déviateur (8). 6. Machine pour distribuer de la matière végétale mise sous forme de balle, comportant - un châssis (21); - un transporteur sans fin (22) formant le fond dudit châssis et portant ladite balle pour lui imprimer, par l'intermédiaire d'un moteur (3), un mouvement de rotation et l'amener en direction de sa sortie; et - un organe de distribution (23) rotatif sous l'action d'un moteur (4), lié audit châssis et situé en sortie dudit transporteur, orthogonalement au sens de déplacement de ce dernier, pour distribuer la matière végétale, caractérisée en ce qu'elle est équipée du système d'alimentation fluidique (1) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes, lesdits premier (3) et second (4) récepteurs correspondant respectivement aux moteurs dudit transporteur (22) et dudit organe de distribution (23). 7. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit châssis (21) est monté rotatif sur un support (24) par l'intermédiaire d'un moteur de commande (29) définissant un troisième récepteur dudit système. i - T1 i 8. Machine selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est accouplée à un engin motorisé dont un groupe de puissance constitue ledit générateur de fluide sous pression (2) dudit système (1). Il 1i