Brevet FR2827320A1 — publié le 20030117

La présente invention concerne un chargeur frontal du type utilisé sur des engins de manutention, notamment dans le domaine agricole ou dans le domaine des travaux publics. On sait que les chargeurs de ce type sont constitués de deux bras qui sont articulés à l'une de leurs extrémités respectives sur une platine qui est solidaire de la partie frontale de l'engin et dont les extrémités libres peuvent être pourvues d'outils de divers types, qui sont fonction des différents travaux que l'on souhaite effectuer au moyen du chargeur. Par exemple, les chargeurs utilisent souvent une pelle ou une benne qui est destinée à recueillir des éléments solides divers tels que notamment de la terre ou des gravats. La plupart du temps, cet outil est lui-même monté articulé à l'extrémité libre des bras pivotants du chargeur sous l'action d'un vérin hydraulique de commande. La rotation des bras articulés est commandée par un vérin qui est alimenté en fluide hydraulique par une centrale disposée sur l'engin de manutention. On connaît également, par le brevet français NOOO. 15677 un chargeur frontal disposé sur un engin mobile qui comprend deux bras principaux parallèles dont une extrémité est montée à pivotement sur une platine sous l'action de moyens de commande, chaque bras principal étant pourvu d'un bras secondaire dont l'une des extrémités est montée articulée à l'extrémité libre du bras principal et dont l'autre extrémité reçoit un outil de travail, le bras secondaire étant pourvu de moyens de commande de pivotement par rapport au bras principal. Ce type de chargeur est intéressant en ce qu'il permet de minimiser, voire d'éliminer totalement, le débattement de l'outil lorsqu'il passe de l'une à l'autre de ses positions extrêmes, ce qui permet, d'augmenter à la fois l'importance et les hauteurs de levage des charges transportées. La présente invention a pour but de proposer un chargeur permettant de simplifier les différentes opérations que doit effectuer l'utilisateur pour assurer la commande de travaux spécifiques. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif chargeur du type disposé en partie frontale d'un engin porteur, et notamment un engin porteur agricole ou de travaux publics, comprenant deux bras parallèles dont une extrémité est montée à pivotement sur une platine sous l'action de premiers moyens d'actionnement et l'autre extrémité reçoit un outil de travail qui est montée à pivotement par rapport au bras sous l'action de seconds moyens d'actionnement, caractérisé en ce qu'il comporte : au moins des moyens de détection permettant de déterminer la position angulaire de l'outil par rapport à un référentiel, une logique de commande, apte à recevoir et analyser les informations délivrées par les moyens de détection, et à agir sur au moins les seconds moyens d'actionnement en vue de positionner l'outil en une position prédéterminée par l'utilisateur. Le référentiel pourra être notamment être constitué par le bras, par le châssis de l'engin porteur, ou encore par la verticale. Suivant l'invention le dispositif chargeur pourra comporter des moyens de détection permettant de déterminer la position angulaire du bras par rapport à ce référentiel. Préférentiellement la logique de commande comportera une mémoire permettant de stocker des valeurs de paramètres angulaires de positionnement du bras et/ou de l'outil ainsi que des moyens permettant d'appliquer ces valeurs stockées aux moyens d'actionnement, afin que ceux-ci soient aptes à positionner le bras et/ou l'outil dans la position correspondant à ces paramètres La logique de commande pourra également comporter des moyens d'enregistrement et de stockage des valeurs fournies par les moyens de détection au cours d'un cycle de mouvements spécifique effectué manuellement par l'utilisateur, ainsi d'autre part que des moyens permettant d'appliquer ces valeurs enregistrées aux moyens d'actionnement afin que ceux-ci soient aptes à reproduire, à la demande de l'utilisateur, ce même cycle de mouvements. Le chargeur pourra également être pourvu de capteurs de pression du fluide hydraulique alimentant les vérins et de moyens aptes à compenser, dans une certaine proportion éventuellement réglable par l'utilisateur, les variations de pression hydraulique qui se manifestent dans les vérins au cours d'un mouvement du bras et/ou de l'outil. Ces capteurs de pression pourront également être utilisés pour mesurer le poids d'une charge contenue par exemple dans une benne. Pour ce faire la logique de commande sera pourvue de moyens d'analyse des valeurs de ces pressions en deux instants successifs donnés, de façon à convertir une variation de pression de ces vérins en poids d'une charge supportée par l'outil. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif chargeur suivant l'invention qui est représenté en place sur un engin porteur. La figure 2 est une vue schématique en élévation à plus grande échelle du dispositif chargeur suivant, l'invention représenté sur la figure 1. La figure 3 est un double graphique montrant la variation au cours du temps de la pression hydraulique dans le vérin commandant la position du bras du chargeur lors d'un cycle de fonctionnement et dé déplacement de l'engin porteur, respectivement sans amortissement suivant l'état antérieur de la technique et avec amortissement suivant l'invention. On a représenté, de façon schématique, sur les figures 1 et 2 un engin porteur 5 qui est pourvu sur sa face frontale d'un dispositif chargeur suivant l'invention. Ce dispositif chargeur est essentiellement constitué de deux bras coudés 1 parallèles qui sont montés pivotants autour d'une articulation 13 prévue à l'une de leurs extrémités sur une platine 3 solidaire de l'engin porteur 5. Ces bras 1 sont pourvus à leur autre extrémité d'une articulation 14 sur laquelle est monté en rotation un outil, constitué en l'espèce par une benne 7. La rotation du bras coudé 1 est obtenue au moyen d'un vérin hydraulique 9 dont le piston 9a prend appui sur la platine 3 et le corps 9b prend appui sur le bras 1. De même la rotation de l'outil, à savoir ici la benne 7, est obtenue au moyen d'un second vérin hydraulique 11 dont le piston 11a prend appui sur la benne 7 et le corps llb prend appui sur le bras 1. Plus précisément cette liaison est effectuée ainsi que décrit ci-après. La benne 7 est montée à rotation autour de l'axe 14 du bras 1 et son mouvement en rotation autour de cet axe est commandé par deux biellettes 15 et 16 ayant un axe 17 commun relié au piston 11a du vérin 11, et dont les autres articulations respectives 19 et 21 sont respectivement reliées à la benne 7 et au bras 1. Les articulations 13 et 14 sont pourvues de moyens capteurs respectifs 23 et 25 qui sont en mesure de déterminer les positions angulaires respectives du bras 1 et de la benne 7 par rapport à des référentiels spécifiques déterminés. Ainsi le capteur 23 déterminera par exemple l'angle a formé par l'axe xx'longitudinal de la partie la du bras 1 avec la platine 3 et le capteur 25 déterminera l'angle ss formé par l'axe yy'longitudinal de la partie 1b du bras 1 avec l'axe vertical zz'de la benne 7. Les capteurs 23 et 25 sont reliés à une logique d'analyse et de commande 27, par exemple constituée par un microprocesseur ou un microcontrôleur. Cette logique de commande est également reliée à chacun des vérins 9 et 11, par l'intermédiaire d'une interface respective 29 et 30, ce qui lui permet de commander le déploiement des vérins et en conséquence de commander le positionnement angulaire du bras 1 et de la benne 7 par rapport à leurs référentiels respectifs. La logique de commande 27 comporte des moyens d'enregistrement de phases de mouvement ou de mouvements entiers et complexes qui sont destinés à être appliqués au bras 1 et à la benne 7. A titre d'exemple la logique de commande 27 pourra ainsi comporter un cycle de mouvements préenregistrés permettant de renverser la benne 7 et de lui appliquer, par un déplacement alterné et rapide du vérin 11, des secousses permettant de la libérer de produits susceptibles d'adhérer sur ses parois, autrement dit de reproduire de façon entièrement automatisée des mouvements que l'utilisateur réalise habituellement de façon manuelle. La logique de commande pourra également, plus simplement, permettre de positionner la benne à une hauteur déterminée en une position également prédéterminée. A titre d'exemple également la logique de commande 27 pourra comporter des moyens permettant de positionner angulairement la benne 7 de façon à la maintenir dans une position horizontale fixe déterminée lorsque le bras 1 passe de la position basse à la position haute et inversement. Le dispositif suivant l'invention pourra être pourvu d'un pupitre de commande 31 en liaison avec la logique de commande 27 avec lequel l'utilisateur choisira le mouvement ou le cycle de mouvement spécifique qu'il souhaite appliquer au bras 1 et/ou à l'outil 7. On pourrait bien entendu en lieu et place des capteurs angulaires 23 et 25 faire appel à des capteurs linéaires mesurant les entraxes respectifs X et Y des vérins de commande 9 et 11 au cours du mouvement, la logique de commande 27 étant en mesure de transformer ces variations de longueur en variations angulaires a et p. Dans les exemples de mise en oeuvre de l'invention décrits précédemment on a fait appel à un système de référentiel relatif. On pourrait bien entendu faire également appel à un référentiel de position absolu tel que notamment un inclinomètre en mesure de gérer le bras 1 et/ou la benne 7. Cet inclinomètre serait relié à la logique de commande 27. Une telle disposition est notamment intéressante pour maintenir la benne 7 parfaitement horizontale lorsque le dispositif chargeur est disposé sur un engin mobile qui se trouve en cours de déplacement sur un terrain en pente. Dans ces conditions l'inclinomètre envoie ses mesures à la logique de commande qui peut alors agir sur les vérins 9 et 11 de façon que la benne 7 reste en position horizontale. La logique de commande 27 peut également être pourvue de moyens d'amortissement de la pression du fluide alimentant les vérins 9 et 11. Ces moyens d'amortissement permettent de réduire les à-coups auquel l'outil 7 est soumis au cours de son mouvement lorsque l'engin mobile sur lequel il est disposé se déplace. On a représenté sur la figure 3 deux courbes représentant la variation de la pression du fluide dans le vérin 9 lors d'une phase de mouvement au cours de laquelle ce vérin passe de la position haute à la position basse, respectivement sans amortissement (courbe a) et avec amortissement (courbe b). Pour obtenir un tel amortissement l'installation est pourvue de capteurs de pression qui sont respectivement reliés à la logique de commande 27, si bien que celle-ci est en mesure, en fonction du taux d'amortissement choisi, de compenser les variations de pression en injectant du fluide hydraulique dans le circuit, si la pression est trop faible où, au contraire, en faisant chuter cette pression si elle est trop élevée. On pourra également, assurer une pesée du contenu de la benne 7. A cet effet le dispositif comportera des capteurs de pression du fluide hydraulique alimentant les vérins 9 et/ou 11 et la logique de commande 27 comportera des moyens d'analyse des valeurs de ces pressions à deux instants successifs donnés, de façon à convertir une variation de pression de ces vérins 9 et/ou 11 en poids d'une charge supporté par la benne 7. REVENDICATIONS 1.-Dispositif chargeur du type disposé en partie frontale d'un engin porteur (5), et notamment un engin porteur agricole ou de travaux publics, comprenant deux bras parallèles (1) dont une extrémité (la) est montée à pivotement sur une platine (3) sous l'action de premiers moyens d'actionnement (9) et l'autre extrémité (lb) reçoit un outil de travail (7) qui est monté à pivotement par rapport au bras (1) sous l'action de seconds moyens d'actionnement (11), caractérisé en ce qu'il comporte : au moins des moyens de détection (25) permettant de déterminer la position angulaire (ss) de l'outil (7) par rapport à un référentiel, une logique de commande (27) apte à recevoir et analyser les informations des moyens de détection (23,25), et à agir sur au moins les seconds moyens d'actionnement (11) en vue de positionner l'outil (7) en une position prédéterminée par l'utilisateur. 2.-Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection (23) permettant de déterminer la position angulaire (a) du bras (1) par rapport à un référentiel. 3.-Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le référentiel à partir duquel est déterminée la position angulaire de l'outil (7) est constitué par le bras (1). 4.-Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le référentiel est constitué par le châssis (3) de l'engin porteur (5). 5.-Dispositif chargeur suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le référentiel est constitué par la verticale. 6.-Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la logique de commande (27) comporte une mémoire permettant de stocker des valeurs de paramètres angulaires (a, ss) de positionnement du bras et/ou de l'outil (7) ainsi que des moyens permettant d'appliquer ces valeurs stockées aux moyens d'actionnement afin que ceux-ci soient aptes à positionner le bras (1) et/ou l'outil (7) dans la position correspondante à ces paramètres (a, ss). 7.-Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que la logique de commande (27) comprend des moyens d'enregistrement et de stockage des valeurs (a, ss) fournies par les moyens de détection (23,25) au cours d'un cycle de mouvements spécifique effectué manuellement par l'utilisateur, ainsi d'autre part que des moyens permettant d'appliquer ces valeurs enregistrées aux moyens d'actionnement afin que ceuxci soient aptes à reproduire, à la demande de l'utilisateur, ce même cycle de mouvements. 8.-Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de pression du fluide hydraulique alimentant les vérins (9,11) et des moyens aptes à compenser, dans une certaine proportion éventuellement réglable par l'utilisateur, les variations de pression hydrauliques qui se manifestent dans les vérins (9,11) au cours d'un mouvement du bras (1) et/ou de l'outil (7) et/ou de l'engin porteur (5). 9.-Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de pression du fluide hydraulique alimentant les vérins (9,11) et la logique de commande (27) comporte des moyens d'analyse des valeurs de ces pressions à deux instants successifs donnés, de façon à convertir une variation de pression de ces vérins (9,11) en poids d'une charge supporté par l'outil (7).