Brevet FR2850328A1 — publié le 20040730

L'invention concerne une unité de générateur pour tracteurs et un système d'entraînement électrique pour 5 machines agricoles destiné à l'entraînement de charges électriques d'outils agricoles, tels que par exemple des unités de travail pour des épandeurs, des faucheuses ou moissonneuses, des irrigateurs sur roues ou des pulvérisateurs. L'entraînement de ce type d'unités de travail se fait conventionnellement par voie mécanique. Lorsqu'il s'agit d'outils portés pour un tracteur ou bien d'outils agricoles tractés par un tracteur, les unités de travail 15 sont reliées, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission mécanique, à un arbre de prise de force du tracteur, l'arbre de prise de force étant entraîné par le groupe d'entraînement principal du tracteur, en règle générale un moteur à combustion interne. 20 Dans le cas d'outils ou de machines de travail agricoles automoteurs, les unités de travail sont entraînées directement par le groupe d'entraînement principal. On connaît également des systèmes d'entraînement hydrauliques dans lesquels le groupe d'entraînement principal entraîne une pompe hydraulique qui sert de source de pression hydraulique. Par l'intermédiaire de conduites hydrauliques, on réalise l'entraînement de 30 moteurs hydrauliques qui à leur tour entraînent les unités de travail. Ces systèmes d'entraînement conventionnels présentent un grand nombre de composants d'entraînement mécaniques, 35 qui doivent être dimensionnés conformément aux couples à transmettre. Cela conduit à des systèmes d'entraînement d'un encombrement important et présentant un poids élevé. Le montage des composants d'entraînement nécessite ainsi une mise en oeuvre importante. Dans le cas de l'entraînement de petites charges, on a mis en oeuvre dans la construction automobile, des moteurs électriques qui sont reliés au réseau électrique de bord du véhicule automobile. Ces réseaux de bord présentent toutefois en règle générale, uniquement une 10 tension nominale de batterie de 12 volts et une tension de générateur ou d'alternateur de 14 volts. Cela n'est toutefois pas suffisant pour entraîner des charges électriques d'unités d'entraînement d'outils agricoles, parce que les charges électriques sont trop élevées. Le but de la présente invention consiste à proposer une unité de générateur, au moyen de laquelle il est possible de convertir des tracteurs ou machines agricoles usuelles à faible tension nominale du réseau 20 de bord, pour qu'ils soient en mesure d'entraîner des charges électriques de tensions nominales plus élevées que celle du réseau de bord. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à 25 une unité de générateur pour tracteurs, comprenant - un carter qui peut être monté de manière fixe en rotation sur une pièce du tracteur, - un arbre d'entrée qui est monté rotatif dans le carter, - et qui peut être relié à un arbre de prise de force du tracteur, - un générateur électrique comportant un rotor qui est relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre d'entrée et est entraîné par celui-ci, ainsi qu'un 35 stator qui est lié au carter, le générateur électrique servant à entraîner des charges électriques du tracteur ou d'un Outil agricole. Il est ainsi possible de convertir tout tracteur 5 comportant un arbre de prise de force et un réseau de bord usuel, de façon à ce qu'il soit possible de faire fonctionner des charges électriques avec une tension nominale différente de la tension nominale du réseau de bord. Les réseaux de bord usuels présentent une tension 10 de 12 volts ou 24 volts. Dans le cas d'un réseau de 12 volts, la tension de batterie est de 12 volts et la tension de générateur de 14 volts. Dans le cas de réseaux de bord de 24 volts, la tension de batterie est de 24 volts et la tension de générateur de 28 volts. 15 A l'aide de l'unité de générateur selon l'invention, le tracteur peut être convertit à un réseau de bord supplémentaire avec des tensions nominales plus élevées. En règle générale, les tensions nominales sont un 20 multiple de celles d'un réseau de bord de 12 volts. Ainsi, il est par exemple possible de prévoir un réseau de bord de 42 volts, dans lequel la tension de batterie est de 36 volts et la tension de générateur de 42 volts. Il est possible de prévoir un arbre de sortie qui est relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre d'entrée, et qui peut être relié à l'arbre d'entraînement d'un outil agricole. L'arbre de prise de force peut ainsi continuer à servir à l'entraînement mécanique d'unités de travail individuelles, puisque l'arbre de sortie peut être relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre de prise de force, par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée. 35 L'arbre d'entrée et l'arbre de sortie sont de préférence réalisés d'un seul tenant. En vue de pouvoir relier à l'arbre de sortie, des éléments d'entraînement standardisés, tels que par 5 exemple des arbres de transmission articulés, l'arbre de sortie présente, à son extrémité qui peut être reliée à l'outil agricole, le même profil que l'arbre de prise de force du tracteur. Dans l'optique de pouvoir fournir la puissance électrique nécessaire à l'aide du générateur électrique, il est possible de prévoir une transmission entre l'arbre d'entrée et le rotor du générateur électrique. Le but recherché par l'invention est par ailleurs atteint grâce à une unité de générateur pour machines agricoles, qui comprend - un carter qui peut être monté de manière fixe en rotation sur une pièce de la machine agricole, - un moteur hydraulique, qui peut être relié à une source de pression hydraulique de la machine agricole, et est entraîné par celle-ci, - un générateur électrique comportant un rotor qui est relié, sur le plan de l'entraînement, au moteur 25 hydraulique et est entraîné par celui-ci, ainsi qu'un stator qui est lié au carter, - le générateur électrique servant à entraîner des charges électriques de la machine agricole. Il est ainsi possible d'équiper ultérieurement des machines agricoles quelconques comprenant une alimentation hydraulique, avec un réseau pour l'alimentation électrique, dont la tension nominale diffère de la tension nominale du réseau de bord 35 conventionnel. En règle générale, la tension nominale du réseau de bord de machines agricoles est également de 12 volts ou 24 volts. A l'aide d'une unité de générateur conforme à l'invention, la machine agricole peut également être 5 convertie en une machine comprenant un réseau électrique supplémentaire de 42 volts, le générateur électrique étant d'une tension nominale de 42 volts. De plus, le but recherché par l'invention est atteint 10 grâce à un système d'entraînement pour machines agricoles équipées d'une unité de générateur du type de celle qui vient d'être décrite, et comprenant des moteurs électriques qui sont alimentés en énergie électrique par le générateur électrique, et au moyen 15 desquels sont entraînées des unités de travail des machines agricoles. Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités plus en détail dans la suite, au regard 20 des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 25 Fig. 2 Fig. 3 30 Fig. 4 une vue partielle, en perspective, d'un tracteur comprenant une unité de générateur emmanchée sur un arbre de prise de force; une vue en éclaté du tracteur selon la figure 1, avec l'unité de générateur; une représentation en perspective d'une unité de générateur, qui est entraînée par un moteur hydraulique, et un système d'entraînement pour moteurs électriques. Les figures 1 et 2 montrent un tracteur 1 selon une vue partielle, et vont être décrites en commun dans la 35 suite. Le tracteur 1 comporte un arbre de prise de force 2 destiné à entraîner des outils agricoles. L'arbre de prise de force 2 est relié, sur le plan de l'entraînement, au groupe d'entraînement principal du tracteur 1, en règle générale un moteur à combustion interne destiné à l'entraînement du tracteur 1, et 5 tourne en fonctionnement, avec une vitesse de rotation constante. Des vitesses de rotation typiques pour un arbre de prise de force sont 540 tours par minute et 1000 tours par minute. Sur l'arbre de prise de force 2 est emmanchée une unité de générateur 3. L'unité de générateur 3 comprend un carter 4 qui est maintenu fixe en rotation par rapport au tracteur 1. Dans le carter 4 est prévu un arbre d'entrée présentant un alésage qui est d'une 15 configuration conjuguée à celle de l'arbre de prise de force 2. Généralement, l'arbre de prise de force 2 présente une denture en forme de cannelures longitudinales, et l'arbre d'entrée une denture conjuguée. L'arbre d'entrée est relié à un arbre de 20 sortie 5 ou est réalisé d'un seul tenant avec celui-ci, l'arbre de sortie 5 sortant du carter 4. L'extrémité de l'arbre de sortie 5, qui sort du carter 4, est d'un profil identique à celui de l'arbre de prise de force 2, de sorte que les éléments d'entraînement standardisés 25 d'outils, tels que par exemple un arbre de transmission articulé, peuvent être liés en rotation à l'arbre de sortie 5. Sur le carter 4 est fixé un générateur électrique 6 qui 30 présente un stator lié en rotation au carter 4, et présente un rotor monté rotatif autour d'un axe de rotation, dans le carter 4. Le rotor est relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre d'entrée. Cela peut par exemple être réalisé par une transmission à roues 35 dentées droites. Le générateur électrique 6 est ainsi entraîné avec la vitesse de rotation de l'arbre de prise de force 2, ou avec une vitesse de rotation réduite ou augmentée dans le cas o est prévue une transmission de démultiplication entre l'arbre d'entrée et le rotor. Le tracteur 1 peut ainsi être doté, par simple emmanchement de l'unité de générateur 3 sur l'arbre de prise de force 2, d'une alimentation électrique pour par exemple 42 volts, l'arbre de prise de force 2 étant toujours en mesure d'entraîner des unités 10 d'entraînement mécaniques par l'intermédiaire de l'arbre de sortie 5. La figure 3 montre un autre mode de réalisation d'une unité de générateur 7. Celle-ci comprend également un 15 générateur électrique 8 avec un stator maintenu fixe en rotation dans un carter 19 de l'unité de générateur 7, et un rotor pouvant tourner par rapport audit stator. Le rotor est relié à un moteur hydraulique 9 et est entraîné au moyen de celui-ci. Le moteur hydraulique 20 présente un premier raccord hydraulique 10 et un second raccord hydraulique 11, le premier raccord hydraulique 10 étant relié à une pompe hydraulique 12, et le second raccord hydraulique il étant relié à un réservoir hydraulique 13. La pompe hydraulique 12 peut être 25 entraînée par l'intermédiaire du groupe d'entraînement principal d'une machine agricole. Il est ainsi possible de convertir de manière simple, l'équipement d'une machine agricole, en intégrant l'unité de générateur 7 dans le système hydraulique de la machine agricole. 30 La figure 4 montre un système d'entraînement dans lequel une unité de générateur 3 selon les figures 1 et 2, est emmanchée sur un arbre de prise de force d'un tracteur, le tracteur n'ayant pas été représenté sur cette vue 35 pour des raisons de clarté de représentation. L'unité de générateur 3 comprend un générateur électrique 6 relié à un appareil de commande électrique 15. L'appareil de commande 15 est pour sa part relié sur le plan électrique, à des moteurs électriques 16, 17, qui servent par exemple à l'entraînement d'un disque de 5 faucheuse 18 ou d'autres outils de travail agricoles. L'appareil de commande 15 sert à piloter les moteurs électriques 16, 17 et à la régulation du réseau de bord supplémentaire ainsi formé. L'arbre de sortie 5 de l'unité de générateur 3 est relié à un arbre de 10 transmission articulé 14, au moyen duquel sont entraînés d'autres unités de travail entraînées mécaniquement. Liste des signes de référence 1 Tracteur 2 Arbre de prise de force 3 Unité de générateur 4 Carter Arbre de sortie 6 Générateur électrique 7 Unité de générateur 8 Générateur électrique 9 Moteur hydraulique Premier raccord hydraulique il Second raccord hydraulique 12 Pompe hydraulique 13 Réservoir hydraulique 14 Arbre de transmission articulé Appareil de commande 16 Moteur électrique 17 Moteur électrique 18 Disques de faucheuse 19 Carter REVENDICATIONS 1. Unité de générateur pour tracteurs (1), caractérisée en ce qu'elle comprend - un carter (4) qui peut être monté de manière fixe en rotation sur une pièce du tracteur (1), - un arbre d'entrée - qui est monté rotatif dans le carter (4), - et qui peut être relié à un arbre de prise de force (2) du tracteur (1), - un générateur électrique (6) comportant un rotor qui est relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre d'entrée, et est entraîné par celui-ci, ainsi qu'un stator qui est lié au carter (4), - le générateur électrique (6) servant à entraîner des 15 charges électriques du tracteur (1) ou d'un outil agricole. 2. Unité de générateur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un arbre de sortie 20 (5) - qui est relié, sur le plan de l'entraînement, à l'arbre d'entrée, et - qui peut être relié à l'arbre d'entraînement d'un outil agricole. 3. Unité de générateur selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie (5) sont réalisés d'un seul tenant. 4. Unité de générateur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l'arbre de sortie (5) présente, à son extrémité qui peut être reliée à l'outil agricole, le même profil que l'arbre de prise de force (2) du tracteur (1). Il 5. Unité de générateur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'entre l'arbre d'entrée et le rotor du générateur électrique (6) est prévue une transmission. 6. Unité de générateur pour machines agricoles, caractérisée en ce qu'elle comprend - un carter (4) qui peut être monté de manière fixe en rotation sur une pièce de la machine agricole, - un moteur hydraulique (9) qui peut être relié à une source de pression hydraulique (12) de la machine agricole, et est entraîné par celle-ci, - un générateur électrique (8) comportant un rotor qui est relié, sur le plan de l'entraînement, au moteur 15 hydraulique (9) et est entraîné par celui-ci, ainsi qu'un stator qui est lié au carter (4), - le générateur électrique (8) servant à entraîner des charges électriques de la machine agricole. 7. Unité de générateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il s'agit, en ce qui concerne le générateur électrique (6, 8), d'un générateur d'une tension nominale de 42 volts. 8. Système d'entraînement pour machines agricoles comprenant une unité de générateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend - des moteurs électriques (16, 17) qui sont alimentés en énergie électrique par le générateur électrique 30 (6), et au moyen desquels sont entraînées des unités de travail des machines agricoles.