Brevet FR3049562A1 — publié le 20171006

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un engin roulant automoteur, notamment pour des travaux d'agriculture. Elle concerne plus particulièrement un engin roulant comprenant un châssis, 5 deux roues motrices non orientables, aptes à former les roues arrière ou respectivement avant de l'engin, lesdits moyens moteurs d'entraînement en rotation d'une roue motrice étant distincts des moyens moteurs d'entraînement en rotation de l'autre roue motrice pour un entraînement en rotation indépendant de chacune des roues motrices, deux roues folles aptes à former 10 les roues avant, ou respectivement arrière de l'engin, lesdites roues folles étant montées chacune à pivotement autour d'un axe dit vertical sensiblement orthogonal à l'axe de rotation de la roue. ÉTAT DE LA TECHNIQUE L'utilisation d'engin automoteur à quatre roues motrices, notamment pour des 15 travaux d'agriculture, est connue et offre l'avantage d'une grande stabilité sur route et d'une limitation des risques de patinage ou d'enlisement. Toutefois, un tel engin automoteur à quatre roues motrices est onéreux, c'est pourquoi un engin automoteur à deux roues motrices est préféré. Un tel engin à deux roues motrices doit permettre d'offrir les mêmes avantages 20 qu'un engin à quatre roues motrices, tant en termes de patinage, de stabilité sur route, mais également en termes de maniabilité et d'encombrement, notamment lors des manoeuvres en bout de champ. BUT ET RÉSUMÉ Un but de l'invention est de proposer un engin automoteur à deux roues 25 motrices dont la conception permet de réduire les risques de patinage, de limiter l'encombrement en longueur et d'offrir une grande maniabilité. 3049562 2 À cet effet, l'invention a pour objet un engin roulant automoteur, notamment pour des travaux d'agriculture, ledit engin comprenant un châssis, deux roues motrices non orientables aptes à former les roues arrière, ou respectivement avant, de l'engin, les moyens moteurs d'entrainement en rotation d'une roue motrice étant distincts des moyens moteurs d'entrainement en rotation de l'autre roue motrice pour un entrainement en rotation indépendant de chacune des roues motrices, deux roues folles, aptes à former les roues avant, ou respectivement arrière, de l'engin, montées chacune à pivotement autour d'un axe )(X' dit vertical sensiblement orthogonal à l'axe de rotation de la roue, caractérisé en ce que chaque roue folle est couplée au châssis par un bras pivotant monté à pivotement autour d'un axe YY' parallèle à l'axe ZZ' de rotation des roues motrices pour permettre un déplacement de chaque roue folle entre une position écartée des roues motrices et une position rapprochée des roues motrices. La possibilité de déplacer chaque roue folle entre une position écartée des roues motrices et une position rapprochée des roues motrices permet la variation de la position du centre de gravité de l'engin, en vue de permettre une répartition à volonté des charges sur les roues avant et/ou arrière constituées indifféremment les unes par les roues folles, les autres par les roues motrices. Ainsi, il est possible de délester les roues non motrices par report du poids de l'engin sur les roues motrices. Il en résulte un risque de patinage réduit, comme cela est le cas pour les engins à quatre roues motrices. L'utilisation de deux roues motrices à motorisation indépendante et asynchrone permet une grande maniabilité de l'engin, supérieure à celle d'un engin à 25 quatre roues motrices, et la possibilité, pour ledit engin, de tourner sur place. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque bras pivotant est monté à pivotement autour d'un axe YY' parallèle à l'axe ZZ' de rotation des roues motrices par l'intermédiaire d'un actionneur disposé entre le châssis et le bras pivotant. 3049562 3 Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque actionneur est un vérin, de préférence simple effet, au moins l'une des chambres de chaque vérin étant reliée à un circuit de commande d'admission ou d'échappement de fluide de ladite chambre apte à permettre la commande de l'entrée ou de la sortie de la 5 tige du vérin, lesdites chambres d'admission/échappement des vérins étant en outre reliées entre elles par un circuit de communication fluidique apte à permettre en parallèle de la rentrée de la tige d'un vérin, la sortie de la tige de l'autre vérin. Ainsi, chaque actionneur permet, en dehors des phases de commande de déplacement de la roue folle associée dans le sens d'un 10 rapprochement ou d'un écartement des roues motrices, de permettre à ladite roue folle de suivre le profil du sol. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de commande d'admission ou d'échappement est équipé de moyens de pilotage. Ces moyens de pilotage sont configurés pour piloter le circuit de commande en fonction de 15 données fournies par des capteurs tels qu'un capteur d'effort, un inclinomètre, un odomètre ou une centrale d'attitude. Selon un mode de réalisation de l'invention, les roues folles d'une part, et motrices d'autre part, sont montées sur le châssis à écartement variable pour un réglage de la largeur de la voie de l'engin. Ainsi, un tel engin peut 20 permettre, du fait de sa conception, notamment dans le cas d'une application à des travaux d'agriculture, à la fois un réglage de la largeur de la voie pour un travail en planche ou entre les rangs, et un réglage de la garde au sol pour permettre si nécessaire l'enjambement des cultures. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque roue folle forme avec l'une des roues motrices un ensemble monté sur le reste du châssis à coulissement suivant une direction transversale à l'axe longitudinal de l'engin pour un réglage de la largeur de la voie de l'engin. Il en résulte la possibilité de régler simultanément la largeur de la voie au niveau des roues avant et arrière, de sorte que le réglage est facilité. 3049562 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin comprend une mémoire de stockage des données représentatives du parcours devant être suivi par l'engin, et, pour chaque roue folle, des moyens de détermination de la position angulaire de la roue folle autour de son axe )(X' de pivotement vertical, des 5 moyens activables/désactivables de blocage des roues folles configurés pour, en position active, bloquer la roue folle associée dans une position dans laquelle les axes de rotation des roues folles et motrices s'étendent dans des plans parallèles entre eux et une unité de pilotage des moyens de blocage, ladite unité de pilotage étant configurée pour activer les moyens de blocage en 10 fonction des données, relatives au parcours, mémorisées. Grâce à cette disposition, il est possible à l'engin de se déplacer en ligne droite. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque moyen de blocage d'une roue folle est un frein à disque. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de détermination de la 15 position angulaire d'une roue folle comprennent une roue codeuse. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin roulant automoteur comprend un capteur d'effort apte à mesurer l'effort appliqué sur au moins une roue folle, ledit capteur d'effort étant disposé au niveau de la liaison articulée de l'actionneur au bras pivotant. 20 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 représente une vue en perspective en élévation d'un engin conforme à l'invention. 25 - La figure 2 représente une vue en perspective, prise de côté, d'un engin conforme à l'invention. - La figure 3 représente une vue en perspective, en position éclatée des 3049562 5 éléments le constituant, d'un engin conforme à l'invention. - La figure 4 représente une vue en perspective d'un engin conforme à l'invention, en côte. - La figure 5 représente une vue en perspective d'un engin conforme à 5 l'invention, en position rapprochée des roues avant et arrière, en vue du déchargement de l'engin. - La figure 6 représente une vue en perspective d'un engin conforme à l'invention en position écartée des roues avant et arrière, en vue d'un transfert du poids de l'engin sur les roues avant. io - La figure 7 représente une vue en perspective d'un engin conforme à l'invention en position rapprochée des roues avant et arrière, dans une configuration dite "gyropode" de l'engin. - La figure 8 représente une vue en perspective d'un ensemble roue avant/roue arrière en position écartée des roues avant et arrière. 15 - La figure 9 représente une vue en perspective d'un ensemble roue avant/roue arrière en position rapprochée des roues avant et arrière. - La figure 10 représente le schéma hydraulique simplifié des actionneurs. - La figure 11 représente une vue en position éclatée de certains éléments de l'ensemble de la figure 9. 20 - La figure 12 représente une vue agrandie d'une roue avant et de ses moyens de blocage en pivotement. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet un engin 1 roulant 3049562 6 automoteur à propulsion électrique. Cet engin 1 roulant peut être utilisé pour des travaux dans les champs ou à d'autres fins. Cet engin 1 roulant comprend un châssis 2 roulant. Dans l'exemple représenté, ce châssis 2 roulant comprend une partie centrale 5 21, et deux parties d'extrémité 22 se raccordant à la partie centrale 21. Cette partie centrale comprend une structure 210 mécano-soudée et deux traverses 211 s'étendant transversalement à l'axe longitudinal de l'engin et en saillie de part et d'autre de la partie centrale pour un raccordement à chacune des parties d'extrémité. 10 Ces parties d'extrémité 22 sont équipées de deux corps 220 creux, aptes à être enfilés chacun sur une traverse de la partie centrale pour former un ensemble de type glissière, permettant un déplacement à coulissement des parties d'extrémité dans le sens d'un rapprochement ou d'un écartement de la partie centrale du châssis, ce coulissement pouvant être opéré manuellement ou 15 commandé à l'aide, par exemple, de vérins non représentés. La partie centrale du châssis 2 peut, dans le cas d'une application de l'engin à des travaux d'agriculture, être équipée d'un attelage pour l'attelage d'outils aratoires ou autres ou former un châssis porteur desdits outils. Pour permettre un déplacement de l'engin au sol, ce dernier est équipé de 20 deux roues avant 5 et arrière 3 disposées au niveau des parties d'extrémité du châssis 2. Ainsi, chaque roue 5 avant forme, avec une roue 3 arrière et une partie d'extrémité du châssis, un ensemble monté mobile à coulissement sur la partie centrale du châssis. Cet ensemble est représenté à la figure 8. Dans les exemples représentés, chaque roue 3 arrière de l'engin est une roue 25 motrice non orientable et chaque roue 5 avant est une roue folle. Bien évidemment une disposition inverse avec un engin équipé de roues arrière folles et de roues avant motrices non orientables aurait pu être envisagée de manière équivalente. L'engin sera donc décrit ici dans la configuration roues 3049562 7 avant folles et roues arrière motrices non orientables. Chaque roue 3 arrière motrice est donc équipée de moyens 4 moteurs d'entraînement en rotation portés par la partie d'extrémité du châssis 2. Ces moyens 4 moteurs d'entraînement en rotation comprennent, pour chaque roue arrière, un moteur 5 électrique et une transmission, telle qu'une transmission sans fin à courroie, du mouvement de rotation de l'arbre moteur à la roue arrière. Ces moyens 4 moteurs d'entraînement en rotation sont distincts d'une roue arrière à une autre, et commandables indépendamment l'un de l'autre, pour permettre un différentiel de vitesse des roues arrière. Ce différentiel de vitesse permet de 10 commander la direction de déplacement de l'engin. Chaque roue 5 avant de l'engin est quant à elle une roue folle non motrice. Chaque roue 5 avant de l'engin est donc montée à pivotement autour d'un axe )(X' dit vertical sensiblement orthogonal, c'est-à-dire à plus ou moins 10° près de l'axe de rotation de la roue, pour tenir compte de l'angle de chasse. Ces 15 axes ne se croisent pas pour permettre un auto-positionnement desdites roues 5 avant. Il est ainsi possible de commander la direction de déplacement de l'engin en jouant sur un différentiel de vitesse des roues arrière, de manière en soi connue, comme mentionné ci-dessus. Chaque roue 5 avant folle est couplée au châssis 2, en particulier à la partie 20 d'extrémité du châssis à laquelle elle est associée, par un bras 6 pivotant monté à pivotement sur la partie d'extrémité du châssis autour d'un axe YY' parallèle à l'axe ZZ' de rotation des roues arrière motrices, pour permettre un déplacement de chaque roue 5 avant entre une position écartée des roues 3 arrière et une position rapprochée des roues 3 arrière. Ce montage permet 25 ainsi de modifier à volonté la position du centre de gravité de l'engin. On note que cet axe de rotation YY' autour duquel le bras 6 pivote s'étend parallèlement à la direction de coulissement des parties d'extrémité du châssis par rapport à la partie centrale du châssis. Chaque bras 6 est donc équipé à une extrémité de la roue avant folle montée à pivotement autour de son axe )(X' sur ledit bras et à son autre extrémité d'une liaison pivot au châssis 2. Pour permettre un tel déplacement à pivotement du bras 6, il est prévu un 3049562 8 actionneur 7 disposé entre le châssis 1 et le bras 6 pivotant. Ainsi, un tel engin comprend deux actionneurs 7 à savoir un par bras 6 pivotant. Chaque actionneur est ici un vérin simple effet. Chaque vérin comprend un corps creux délimitant une enceinte à l'intérieur de laquelle est logée partiellement une 5 tige 711 équipée d'un piston divisant l'enceinte en deux chambres respectivement représentées en 710 et 712 aux figures. La chambre représentée en 710 de chaque vérin 71 est raccordable via un circuit hydraulique représenté en 8 aux figures, d'une part à une pompe, d'autre part à un distributeur à tiroir. L'actionnement de la pompe permet 10 l'alimentation en fluide des chambres 710 des vérins et par suite, une sortie de la tige des vérins. Le distributeur permet, à l'inverse, dans l'une de ses positions, la mise à l'échappement des chambres 710 de vérin et, par suite, la rentrée des tiges de vérin. Pour permettre, en outre, à chaque roue 5 avant folle de suivre le profil du sol, 15 il est prévu un deuxième circuit 9 hydraulique qui peut être au moins partiellement commun au premier circuit 8 de commande. Ce circuit 9, appelé circuit de communication fluidique relie entre elles les deux chambres 710 de vérin pour permettre, en cas de rentrée d'une tige d'un vérin, la sortie de la tige de l'autre vérin. 20 Pour permettre, en outre, un amortissement du déplacement de chaque tige de vérin, ce circuit 9 de commande fluidique entre les chambres peut être équipé d'un accumulateur 10 à membrane à fonction de suspension. Le circuit 8 de commande d'admission/d'échappement de fluide est équipé de moyens 11 de pilotage configurés pour commander le circuit 8 de commande, 25 c'est-à-dire la rentrée ou la sortie des tiges de vérin, et par suite, le rapprochement ou l'écartement des roues arrière en fonction de données qui peuvent être fournies, notamment par des capteurs. Les moyens 11 de pilotage peuvent comprendre une unité centrale, telle 3049562 9 qu'une unité électronique et/ou informatique comprenant au moins une mémoire de travail, un module d'entrée de données dans l'unité centrale et un module de sortie de signaux de commande issus des données traitées par l'unité centrale, ces signaux de commande permettant de commander le 5 fonctionnement de la pompe ou le déplacement du tiroir du distributeur à tiroir en fonction desdites données d'entrée. Ces données d'entrée peuvent être des données issues d'un capteur d'effort et/ou d'un inclinomètre et/ou d'un odomètre et/ou d'une centrale d'attitude comprenant au moins un gyroscope et un accéléromètre et/ou un inclinomètre. 10 Dans l'exemple représenté, l'engin 1 roulant automoteur comprend un capteur 15 d'effort apte à mesurer l'effort appliqué sur au moins une roue 5 avant folle, ledit capteur 15 d'effort étant disposé au niveau de la liaison articulée de l'actionneur 7 au bras pivotant. À titre d'exemple, ce capteur d'effort peut être un axe dynamométrique formant l'axe pivot de la liaison. 15 Grâce à ce pilotage, les roues avant et arrière peuvent occuper différentes positions, illustrées aux figures 4 à 7, offrant un grand nombre d'avantages. Ainsi, il est possible, grâce à cette possibilité de réglage de la distance entre roues avant et arrière, de conserver l'assiette du châssis lorsque l'engin circule sur une voie en pente (voir figure 4), d'incliner le châssis pour permettre, par 20 exemple, la vidange d'une benne placée sous le châssis (figure 5) ou de modifier la profondeur de travail ou de terrage d'un outil tracté attelé au châssis de l'engin, de délester ou d'alourdir le train avant pour éviter, soit un enlisement, soit un patinage dudit train avant, de régler la garde au sol de l'engin, de passer si nécessaire en mode gyropode en reportant l'ensemble du 25 poids de l'engin sur le train de roues arrière, comme illustré à la figure 7, et ce, sans nuire à la possibilité d'une rotation sur place de l'engin et d'un encombrement réduit en longueur si nécessaire. Pour parfaire le fonctionnement de l'engin et faciliter son déplacement en ligne droite, l'engin 1 comprend une mémoire 12 de stockage de données 3049562 10 représentatives du parcours devant être suivi par l'engin 1, et, pour chaque roue 5 avant, des moyens 13 de détermination de la position angulaire de la roue 5 avant folle autour de son axe )(X' de rotation vertical et des moyens 14 activables/désactivables de blocage des roues 5 avant configurés pour, en 5 position active, bloquer la roue avant 5 folle associée dans une position dans laquelle les axes de rotation des roues avant 5 et arrière 3 s'étendent dans des plans parallèles entre eux. L'engin 1 comprend encore une unité 16 de pilotage des moyens 14 de blocage, ladite unité 16 de pilotage étant configurée pour activer les moyens 14 de blocage en fonction des données mémorisées, 10 relatives au parcours. Dans l'exemple représenté, les moyens 13 de détermination de la position angulaire d'une roue 5 avant folle comprennent une roue codeuse et chaque moyen 14 de blocage d'une roue 5 avant est un frein à disque. Ainsi, dans l'exemple représenté, chaque roue avant 5 folle est équipée d'une 15 chape en U surmontée d'un axe s'insérant dans un fourreau traversant disposé à l'extrémité libre du bras 6. Ce fourreau porte les mâchoires du frein, le disque de frein étant monté solidaire en rotation de l'axe équipant la roue. À l'état enserré du disque par les mâchoires, la roue 5 avant folle n'est plus orientable et ne peut plus tourner autour de l'axe XX'. Ce serrage des mâchoires est 20 commandé en fonction des informations relatives au parcours devant être suivi par l'engin et permet un blocage des roues 5 avant pour un déplacement en ligne droite de l'engin. Pour définir de manière précise la position angulaire de la roue 5 folle avant de provoquer un blocage de l'orientation de la roue 5 avant folle, une roue 25 codeuse peut être disposée à l'extrémité de l'axe surmontant la chape en U. Pour parfaire la commande en déplacement de l'engin, d'autres informations peuvent être échangées entre l'engin et une centrale de commande déportée, de manière en soi connue. REVENDICATIONS1. Engin (1) roulant automoteur, notamment pour des travaux d'agriculture, ledit engin (1) comprenant un châssis (2), deux roues (3) motrices non orientables, aptes à former les roues arrière, ou respectivement avant, de 5 l'engin, les moyens (4) moteurs d'entrainement en rotation d'une roue (3) motrice étant distincts des moyens (4) moteurs d'entrainement en rotation de l'autre roue (3) motrice pour un entrainement en rotation indépendant de chacune des roues (3) motrices, deux roues (5) folles aptes à former les roues avant, ou respectivement arrière, de l'engin, lesdites roues (5) folles étant 10 montées chacune à pivotement autour d'un axe )(X' dit vertical sensiblement orthogonal à l'axe de rotation de la roue, caractérisé en ce que chaque roue (5) folle est couplée au châssis (2) par un bras (6) pivotant monté à pivotement autour d'un axe YY' parallèle à l'axe ZZ' de rotation des roues motrices pour permettre un déplacement de chaque roue 15 (5) folle entre une position écartée des roues (3) motrices et une position rapprochée des roues (3) motrices. 2. Engin (1) roulant automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras (6) pivotant est monté à pivotement autour 20 d'un axe YY' parallèle à l'axe ZZ' de rotation des roues (3) motrices par l'intermédiaire d'un actionneur (7) disposé entre le châssis (2) et le bras (6) pivotant. 3. Engin (1) roulant automoteur selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que chaque actionneur (7) est un vérin (71), de préférence simple effet, au moins l'une (710) des chambres de chaque vérin (71) étant reliée à un circuit (8) de commande d'admission ou d'échappement de fluide de ladite chambre (710) apte à permettre la commande de l'entrée ou de la sortie de la tige (711) du vérin (71), lesdites chambres d'admission/échappement des 30 vérins (71) étant en outre reliées entre elles par un circuit (9) de communication fluidique apte à permettre en parallèle de la rentrée de la tige (711) d'un vérin (71), la sortie de la tige (711) de l'autre vérin (71). 3049562 12 4. Engin (1) roulant automoteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit (8) de commande d'admission ou d'échappement est équipé de moyens (11) de pilotage. 5. Engin (1) roulant automoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les roues (5) folles d'une part, et motrices (3) d'autre part, sont montées sur le châssis (2) à écartement variable pour un réglage de la largeur de la voie de l'engin (1). 6. Engin (1) roulant automoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque roue (5) folle forme, avec l'une des roues (3) motrices, un ensemble monté sur le reste du châssis (2) à coulissement suivant une direction transversale à l'axe longitudinal de l'engin (1) pour un réglage de la largeur de la voie de l'engin (1). 7. Engin (1) roulant automoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'engin (1) comprend une mémoire (12) de stockage de données représentatives du parcours devant être suivi par l'engin (1), et, pour chaque roue (5) folle des moyens (13) de détermination de la position angulaire de la roue (5) folle autour de son axe )(X' de pivotement vertical, des moyens (14) activables/désactivables de blocage des roues (5) folles configurés pour, en position active, bloquer la roue folle (5) associée dans une position dans laquelle les axes de rotation des roues folles (5) et motrices (3) s'étendent dans des plans parallèles entre eux et une unité (16) de pilotage des moyens (14) de blocage, ladite unité (16) de pilotage étant configurée pour activer les moyens (14) de blocage en fonction des données, relatives au parcours, mémorisées. 8. Engin (1) roulant automoteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque moyen (14) de blocage d'une roue (5) folle est un frein à disque. 3049562 13 9. Engin (1) roulant automoteur selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens (13) de détermination de la position angulaire d'une roue (5) folle comprennent une roue codeuse. 5 10. Engin (1) roulant automoteur selon l'une des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (15) d'effort apte à mesurer l'effort appliqué sur au moins une roue (5) folle, ledit capteur (15) d'effort étant disposé au niveau de la liaison articulée de l'actionneur (7) au bras (6) 10 pivotant.