Brevet FR2893219A1 — publié le 20070518

Description L'invention concerne un dispositif de sécurité utilisable sur des machines disposant d'un outil travaillant de manière déportée, notamment les faucheuses latérales, les faucheuses d'accotement, les faucheuses-débroussailleuses dénommées épareuses ainsi que les machines équipées d'un tel dispositif de sécurité. De nombreuses machines de ce genre, par exemple dans le domaine agricole ou dans le domaine des travaux publics, sont attelées à un véhicule tracteur ou portés par ledit véhicule. Ces machines disposent d'une position de travail et d'une position de transport, le passage entre les deux positions étant effectué au moyen de vérins hydrauliques. Ces machines sont conçues avec divers moyens de sécurité pour éviter que des conditions de terrain particulières n'endommagent les outils lors du déplacement de la machine en fonctionnement. Ces conditions de terrain dommageables pour la machine peuvent être par exemple des blocs pierreux, des monticules, des regards en béton, etc... La sécurité de telles machines nécessite qu'un moyen de détection adapté déclenche l'escamotage de l'outil pour passer un obstacle et cela que la machine se déplace en marche avant ou en marche arrière. L'entretien des talus de routes, de chemins de fer, de canaux et des accotements en général est réalisé avec des faucheuses d'accotement ou des épareuses. Ce dernier type de machine comporte une tête de coupe mobile portée par un bras orientable et supportée par un véhicule, lequel véhicule pouvant être par exemple un tracteur. Le déport important de la tête de coupe de l'épareuse par rapport au véhicule porteur permet à ce dernier de se déplacer sur le plat, le long du talus et donc en toute sécurité, tout en réalisant la taille des parties inclinées, y compris les surplombs et les devers par rapport au chemin sur lequel se déplace l'engin. Selon les modèles et selon la taille de la tête de coupe, le déport horizontal de la tête de coupe peut aller de quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres. La tête de coupe déportée des épareuses tout comme l'outil déporté d'autres machines doit pouvoir suivre précisément la surface de travail et esquiver les obstacles lorsqu'ils se présentent pour ne pas bloquer la machine dans son avancée et ne pas endommager les outils de travail. Il est par ailleurs souhaitable que cet évitement d'obstacles soit réalisé de manière automatique, sans l'intervention du conducteur de la machine dont l'attention est focalisée par la conduite du véhicule. Les solutions de sécurité qui permettent l'effacement de l'outil déporté, lorsqu'il rencontre un obstacle, présentent à ce jour plusieurs défauts majeurs : • la course de sécurité, c'est-à-dire l'amplitude disponible pour le mouvement d'évitement de l'obstacle est insuffisante et la machine se trouve donc bloquée dans certaines configurations au cours de son fonctionnement, • l'effort de sécurité est variable au cours du mouvement d'évitement ce qui n'est pas très favorable pour que le déclenchement de la sécurité soit bien adapté, • ledit effort de sécurité permettant l'évitement de l'obstacle n'est pas configurable, • la sécurité ne fonctionne généralement pas lorsque le véhicule porteur de l'outil déporté se déplace en marche arrière et manoeuvre autour d'un obstacle, • une fois déclenchée la sécurité portée par l'outil déporté doit être réarmée de manière manuelle, ce qui interrompt le travail. L'invention a pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant un dispositif de sécurité compatible avec de nombreux attelages de tracteurs. La présente invention concerne un dispositif de sécurité pouvant fonctionner dans deux directions opposées et installé entre le bâti d'un véhicule porteur et un bras supportant un outil déporté, caractérisé par le fait qu'il présente : - deux vérins hydrauliques accolés par une extrémité, - l'un des vérins étant en butée mécanique avec la tige complètement sortie, - l'autre vérin étant en butée mécanique avec la tige complètement rentrée. Ce dispositif de sécurité peut fonctionner dans deux directions opposées sous l'action d'efforts de compression ou d'extension entre un point d'attache sur le bâti lié à un véhicule porteur et un point d'attache sur un bras supportant un outil déporté. Les avantages du dispositif de sécurité selon l'invention, utilisable par exemple pour un outil de travail déporté, sont multiples, notamment dans le fait que ce dispositif présente : • une course de sécurité importante, • un effort de sécurité qui varie peu au cours du mouvement, • un effort de sécurité configurable et donc ajustable selon les machines ou selon les terrains, • une action égale quel que soit le sens de déplacement du véhicule porteur de l'outil, c'est-à-dire qu'il fonctionne également pour un déplacement en marche arrière, • le réarmement de la sécurité, une fois l'obstacle évité, peut être réalisé de manière entièrement automatique si cela est souhaité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe du dispositif de sécurité selon l'invention. La figure 2 est un schéma du circuit hydraulique avec réarmement automatique de la sécurité. La figure 3 illustre un circuit hydraulique disposant d'un réarmement manuel de la sécurité. La figure 4 présente le dispositif de sécurité en coupe dans une position dite de repos. La figure 5 montre les modifications du dispositif de sécurité lors d'un effort de compression, c'est-à-dire lorsque par exemple l'outil déporté bute sur un obstacle et le véhicule porteur se déplace en direction de l'obstacle. La figure 6 montre les modifications du dispositif de sécurité lors d'un effort de traction. La figure 7 illustre un outil déporté butant sur un obstacle et le véhicule porteur se déplaçant dans la direction de l'obstacle. La figure 8 illustre un outil de travail déporté butant sur un obstacle et le véhicule porteur s'éloignant de l'obstacle. Au sens de l'invention le dispositif de sécurité déclenche un signal permettant à la machine de placer l'outil de travail dans une position dite de sécurité, c'est-à-dire usuellement une position repliée voire relevée par rapport à la surface de travail, afin d'éviter un obstacle. Tel que cela est représenté sur la figure 1 le dispositif de sécurité selon l'invention comporte deux vérins hydrauliques 1 et 2 accolés par une extrémité et configurés de manière particulière. La position dite "de repos" du dispositif de sécurité correspond à la position dans laquelle aucune contrainte extérieure n'est appliquée sur les extrémités des vérins 1 et 2. Le dispositif de sécurité a pour fonction d'estimer les contraintes entre deux parties de la machine dont l'une au moins est mobile par rapport à l'autre. Le vérin 1 est configuré pour travailler en compression, c'est-à-dire que dans la configuration dite de repos, pour laquelle l'outil de travail déporté fonctionne sans rencontrer d'obstacle, la tige 3 est complètement sortie et ce vérin est en position d'extension maximale, en butée mécanique (figure 1). Le vérin 2 est configuré pour travailler en extension, c'est-à-dire que dans la configuration dite de repos, pour laquelle l'outil de travail déporté fonctionne sans rencontrer d'obstacle, la tige 4 est complètement rentrée et ce vérin est en position de compression maximale, en butée mécanique (figure 1). Les circuits hydrauliques des deux vérins 1 et 2 reliés aux orifices 5 et 7 sont connectés sur un circuit commun mis en pression. L'orifice 6 ne travaille pas en pression et peut par exemple être relié à un retour libre. Plusieurs configurations du circuit hydraulique peuvent être adoptées pour le fonctionnement du dispositif de sécurité selon l'invention. Selon un premier mode illustré sur la figure 2 les circuits hydrauliques des deux vérins 1 et 2 sont reliés aux orifices 5 et 7 et reliés entre eux. I est disposé sur le circuit une restriction de débit 8 et un accumulateur 9 de pression garantissant le réarmement automatique du système après le franchissement de l'obstacle. La pression de gonflage de l'accumulateur 9 détermine l'effort de déclenchement et le volume dudit accumulateur détermine la progressivité. Il peut être utilisé indistinctement différents types d'accumulateurs, par exemple à boules ou à pistons, pour l'effort de sécurité et d'amortissement. Selon un deuxième mode illustré sur la figure 3 le circuit hydraulique commun aux deux vérins 1 et 2 peut comporter un limiteur de pression 10 et une distribution hydraulique 11 pour un réarmement manuel du vérin de sécurité une fois l'obstacle franchi. Dans cette configuration le tarage du limiteur de pression 10 détermine l'effort de déclenchement de la sécurité, c'est-à-dire la valeur de la contrainte entraînant par exemple le déclenchement de l'escamotage de l'outil déporté par rapport à l'obstacle rencontré. Les figures 4 à 6 montrent les modifications des deux vérins 1 et 2 dans différentes configurations de fonctionnement. La figure 4 correspond à la position dite de repos dans laquelle aucun effort de sécurité ne s'applique sur le dispositif. La figure 5 illustre un effort de compression dans le sens des deux flèches. Dans cette situation le vérin 2 étant en butée mécanique seul le vérin 1 travaille, c'est-à-dire que la tige 3 coulisse à l'intérieur du vérin 1 et a pour conséquence un raccourcissement de la longueur du dispositif de sécurité. Lors d'un effort de traction sur le dispositif de sécurité, tel que cela est illustré sur la figure 6 par la double flèche, le vérin 1 étant en butée mécanique seul le vérin 2 travaille, c'est-à-dire que la tige 4 coulisse à l'intérieur du vérin 2 et entraîne en conséquence un allongement du dispositif de sécurité dans son ensemble. Les figures 7 et 8 illustrent les situations du dispositif de sécurité décrites sur les figures 5 et 6 et présentent l'exemple d'un véhicule porteur 12 muni d'un outil de travail déporté 13 rencontrant un obstacle 14. Plus précisément la figure 7 montre le véhicule porteur 12 se déplaçant, par exemple en marche arrière, en direction de l'obstacle 14. Lorsque l'outil de travail déporté 13 arrive au contact de l'obstacle un effort de compression s'applique sur le dispositif de sécurité 15 disposé entre le bâti 16 et le bras 17 porteur de l'outil déporté. Cet effort de compression a été décrit dans la situation illustrée sur la figure 5. Cet effort de sécurité, lorsqu'un seuil critique prédéfini est atteint, entraîne le repliage et/ou le soulèvement du bras porteur de l'outil déporté pour passer l'obstacle. Une fois l'obstacle franchi le type de réarmement, manuel ou automatique, disposé sur le circuit hydraulique du dispositif de sécurité, remet en service la sécurité. La figure 8 présente un véhicule porteur 12 s'éloignant, par exemple en marche avant, de l'obstacle 14 et l'outil déporté 13 butant sur celui-ci. Dans cette situation le dispositif de sécurité 15 travaille en extension, c'est-à-dire selon la description effectuée précédemment et illustrée sur la figure 6. Dans les exemples illustrés par les figures 7 et 8 le dispositif de sécurité 15 est fixé sur le bâti 16 qui est lié au véhicule porteur 12, par l'extrémité de la tige 3 et sur le bras 17, porteur de l'outil déporté 13, par l'extrémité de la tige 4. Toutefois le dispositif de sécurité 15 selon l'invention peut être fixé indifféremment par un côté ou par l'autre sur le bâti 16 et sur le bras porteur 17, les sections des vérins 1 et 2 et les longueurs des tiges 3 et 4 pouvant être variables et ajustées en fonction des situations rencontrées. Les sections des vérins 1 et 2 et les longueurs des tiges 3 et 4 sont adaptées en fonction de l'effort de sécurité souhaité. Plusieurs variantes sont ainsi possibles notamment par le choix des sections des vérins 1 et 2 et on peut donc régler différemment les efforts pour le déclenchement de la sécurité dans les deux sens compression et extension, sans sortir du cadre de l'invention. Avantageusement le réarmement du dispositif de sécurité sera effectué de manière automatique avec des moyens connus par ailleurs pour cette opération mais il peut être également prévu, comme cela a été décrit précédemment, un mode manuel sans sortir du cadre de l'invention. Avantageusement le dispositif de sécurité est placé sur le bâti lié à un véhicule porteur disposant d'un accrochage trois points mais cette disposition n'est pas impérative. Le dispositif de sécurité selon l'invention est utilisable de préférence conjointement avec des outils de travail déportés, il peut toutefois être envisagé de placer ledit dispositif sur d'autres systèmes et notamment lorsque une sécurité doit être déclenchée pour des efforts pouvant être en traction et en compression, entre deux parties dont l'une au moins est mobile par rapport à l'autre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. Revendications 1- Dispositif de sécurité pouvant fonctionner dans deux directions opposées et pouvant être installé entre le bâti (16) d'une machine reliée à un véhicule porteur (12) et un bras (17) supportant un outil déporté (13), caractérisé parle fait qu'il présente : - deux vérins hydrauliques (1, 2) accolés par une extrémité, dont - le premier vérin (1) est en butée mécanique avec la tige (3) complètement sortie en position de repos, et -le deuxième vérin (2) est en butée mécanique avec la tige (4) complètement rentrée en position de repos. 2- Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour fonctionner dans deux directions opposées sous l'action d'efforts de compression ou d'extension entre un point d'attache sur le bâti (16) et un point d'attache sur le bras (17) supportant l'outil déporté (13). 3- Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un effort de compression se traduit par le déplacement de la tige (3) du premier vérin (1) sans déplacement de la tige (4) du deuxième vérin (2), lequel déplacement de la tige (3) a pour conséquence un raccourcissement du dispositif de sécurité dans son ensemble. 4- Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un effort d'extension se traduit par le déplacement de la tige (4) du deuxième vérin (2) sans déplacement de la tige (3) du premier vérin (1), lequel déplacement de la tige (4) a pour conséquence un allongement du dispositif de sécurité dans son ensemble. 5- Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les circuits hydrauliques des vérins (1) et (2) sont reliés entre eux. 6- Dispositif de sécurité selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les circuits hydrauliques comportent un dispositif de réarmement. 7- Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le mécanisme de réarmement est automatique, par exemple au moyen d'un accumulateur (9) de pression. 8- Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le mécanisme de réarmement est manuel. 9- Machine comportant un bâti (16) et un bras (17) supportant un outil de travail (13), caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif desécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 entre le bâti (16) et le bras (17) supportant l'outil de travail (13).