Brevet FR3084873A1 — publié le 20200214

Description Titre de l'invention : TRACTEUR AVEC PORTE-ROUES PIVOTANTS Domaine technique [0001] La présente invention concerne un tracteur comprenant un châssis, des roues avant et des roues arrière, au moins un moteur, un ensemble hydraulique, le châssis comprenant deux longerons axiaux portant chacun une roue avant, les longerons étant fixés entre eux par l'entremise d'au moins une poutre transversale. Technique antérieure [0002] Les tracteurs enjambeurs sont aujourd'hui bien connus et utilisés dans divers domaines agricoles. Ils permettent de travailler dans les champs où les cultures sont alignées avec peu d'espace entre les rangs. Le tracteur, dont le châssis est fortement surélevé, enjambe les rangs de cultures. [0003] L'architecture des tracteurs est adaptée pour réaliser la tâche spécifique demandée et, par conséquent, elle correspond aussi au terrain sur lequel le travail est effectué. Des véhicules enjambeurs ont été mis au point pour répondre aux besoins spécifiques des récoltes. [0004] On connaît par exemple le document FR2678888, qui décrit un tracteur enjambeur comprenant deux demi-châssis portant deux roues avant et deux roues Lwrière. Les demi-châssis étant rigides et fixes, sur un terrain accidenté et/ou vallonné, il existe une probabilité qu'au moins une des quatre roues ne puisse plus être en contact avec le sol. Cette architecture entraîne donc des risques d'instabilité. [0005] Le document FR 2979322 décrit un véhicule quadricycle enjambeur comportant un châssis et deux demi-trains avant et arrière. Les demi-trains avant sont reliés entre eux par un système de quadrilatère pivotant. Le véhicule permet de garder les roues en contact avec le sol dans la plupart des configurations de terrain. Cependant, le système de quadrilatère pivotant est encombrant et proche du sol. Il ne permet pas au véhicule d'enjamber des cultures et autres obstacles situés entre les roues. [0006] Il existe donc un besoin pour un tracteur enjambeur de conception simple permettant une utilisation sur des sols inégaux sans affecter la stabilité du tracteur. [0007] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. Résumé de l'invention [0008] Tout d'abord, un premier objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur multitâche mieux adapté aux exigences de l'agriculture moderne. [0009] Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur peu encombrant dont la I construction est peu coûteuse. [0010] Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur adapté pour se déplacer sur un sol inégal en conservant un maximum de stabilité. [0011] Pour ce faire, l'invention prévoit un tracteur comprenant un châssis, des roues avant et des roues arrière, au moins un moteur, un ensemble hydraulique, le châssis comprenant deux longerons axiaux portant chacun unc roue avant et une roue arrière, les longerons étant fixés entre eux par l'entremise d'au moins unc poutre transversale, chacune des roues avant étant reliée à un longeron par l'entremise d'un porte-roue monté sur un pivot connecté au longeron et permettant à la roue de pivoter autour d'un axe P-P de pivotement des porte-roues, l'ensemble hydraulique comportant, pour chaque porte-roue, un vérin simple effet connecté d'une part au porte-roue et d'autre part au longeron, les deux vérins étant en liaison hydraulique. [0012] Cette architecture très simple permet aux deux portes-roues d'être en liaison hy- draulique pour transmettre les efforts en jeux de façon à ce que lorsqu' une roue se déplace vers le haut du à un effort exercé sur cette dernière engendrant un déplacement angulaire du porte-roue, le porte-roue opposé effectue un déplacement angulaire inverse, entrainant la roue opposée vers le bas. [0013] Lc système est continuellement en équilibre. Cette architecture permet de s'assurer que le tracteur dispose en permanence de ses quatre roues en contact avec le sol (sauf dans des configurations extrêmes), même si le terrain est irrégulier, comme c'est très souvent le cas dans des exploitations agricoles. [0014] Selon un mode de réalisation avantageux, l'axe P-P est transversal à l'axe du châssis. Cette configuration est simple, efficace, et permet une construction fiable et robuste. [0015] De manière avantageuse, la poutre transversale est décalée en hauteur. [0016] Le décalage en hauteur permet au tracteur d'enjamber les cultures sans les abimer. [0017] En variante, on remplace la poutre unique par deux poutres en croix ou en parallèles, en hauteur ou non. [0018] Selon un exemple avantageux, le corps du vélin coopère avec le porte-roue, la tige du vérin coopère avec le longeron. [0019] La fixation du vérin sur les deux éléments montés pivotant l'un par rapport à l'autre permet la prise en compte des efforts grâce au couple transmis par le déplacement angulaire du porte-roue. [0020] De manière avantageuse, l'ensemble hydraulique comprend une liaison permettant de relier les deux vérins. [0021] On utilise par exemple une liaison par câble ou tube. [0022] Dans un exemple avantageux, les deux vérins sont en liaison hydraulique par l'entremise de leur chambre principale. [0023] Les déplacements de fluide hydraulique d'un vélin vers l'autre assurent la 3 transmission du mouvement de pivotement entre les deux porte-roues. [0024] Dans un exemple avantageux, le châssis comporte au moins deux longerons portant au moins une batterie. Brève description des dessins [0025] Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles : Fig.1 [0026] [fig.1] est une vue en perspective d'un exemple de tracteur de type connu disposant d'un train avant pivotant, vu depuis l'avant ; Fig.2 [0027] [fig.2] est une vue en perspective d'un exemple de tracteur enjambeur disposant d'un ensemble hydraulique, dans une situation de sol inégal ; Fig.3 [0028] [fig.3] est une vue schématique d'un exemple de réalisation de l'ensemble hydraulique d'un tracteur enjambeur ; Fig.4 [0029] [fig.4] montre les deux roues avant du tracteur des figures 2 et 5 ; Fig.5 [0030] [fig.5] est une vue de dessus du tracteur de la figure 2 ; Fig.6 [0031] [fig.6] est une vue en élévation du tracteur de la figure 2. Description des modes de réalisation [0032] La figure 1 illustre un exemple de tracteur agricole 1 de type connu. Le tracteur est monté sur quatre roues, deux roues avant 3 et deux roues arrière 4. Les roues avant sont agencées sur une barre transversale montée sur un axe central afin de pouvoir pivoter vers l'une ou l'autre des roues en fonction de hauteurs inégales du sol sur lequel les roues reposent. Ce système avec balancier est simple, efficace, et robuste. Il est toutefois peu adapté à des tracteurs enjambeurs. [0033] Les figures 2 à 6 illustrent un exemple de réalisation d'un tracteur 1 de nouveau type comprenant un châssis 2 monté sur des roues avant 3 et des roues arrière 4. Dans 4 l'exemple illustré, les roues arrière sont reliées au châssis et ne comportent pas de mouvement de pivotement par rapport à ce dernier, contrairement au roues avant 3 qui sont montées sur des porte-roues 7 pivotants par rapport au châssis 2. Le châssis 2 est principalement constitué par deux longerons 6 axiaux parallèles portant les roues arrière et avant. Les longerons sont reliés entre eux par une barre transversale 15 en forme de « U » inversé, adaptée à un tracteur enjambeur. Les roues avant sont directionnelles et guidées dans leur positionnement angulaire par des vérins 18 électrique synchronisés, reliés au système de commande du tracteur. Palonnier hydraulique passif pour tracteur : [0034] Les roues avant sont reliées au châssis par des porte-roues 7, montés pivotant sur la portion avant des longerons 6, sur des pivots 8 de porte-roues. Cet agencement permet aux roues de monter et/ou descendre par rapport au châssis du véhicule en fonction des inégalités du sol. Un ensemble hydraulique 5 permet de gérer le positionnement relatif des roues avant, l'une par rapport à l'autre, comme sur un système à balancier, mais sans les inconvénients de ce dernier. L'ensemble hydraulique prévoit, sur chaque roue 3, un vérin simple effet 9 coopérant à la fois avec un porte-roue 7 et un longeron 6. Les deux vérins 9 sont reliés par un circuit ou liaison hydraulique 12, par l'entremise de leur chambre principale 13. [0035] La figure 4 montre les deux roues 3 avant du tracteur de la figure 5. Si une des roues 3 rencontre un obstacle ou si le sol est inégal, une force Fsol I est exercée sur la roue 3. Sous l'action de cette force, le porte-roue 7 pivotant de cette roue pivote et exerce une force correspondante sur le vérin 9 simple effet monté sur cc porte-roue. Ce vérin, étant relié au vérin simple effet de l'autre porte-roue par la liaison hydraulique 12, envoie une force correspondante qui agit sur le vérin opposé. Le vérin opposé transmet l'effort sur le couple porte-roue 7 et longeron 6 afin de faire pivoter le porte-roue 7 opposé en sens inverse du porte-roue initial. Une force résultante, Fsol2 est alors exercée sur le sol. Si les deux forces ne sont pas égales, le système pivote, jusqu'à équilibre des forces. Le système s'auto-équilibre en repositionnant angulairement les porte-roues 7 en fonction des irrégularités du sol ou des obstacles à franchir. La figure 3 montre de façon schématique les efforts en jeu sur un schéma hydraulique du système. [0036] De cette manière, les quatre roues du véhicule sont toujours en contact avec le sol, conférant une grande stabilité dynamique au véhicule. [0037] Le système permet aux tracteurs de bénéficier d'un essieu avant oscillant sans avoir d'axe de rotation traversant. Ce système est particulièrement adapté aux tracteurs enjambeurs à deux ou quatre roues motrices pour lesquels un système d'essieu oscillant est requis afin d'enjamber les cultures. [0038] L'architecture prévue permet de relier simplement, à faible coût, faible complexité et faible encombrement, deux demi-essieux par un système de palonnier hydraulique passif. [0039] L'invention est particulièrement pertinente pour les tracteurs de faible puissance, les utilitaires électriques ou les robots agricoles. La simplicité de l'agencement et des pièces mises en oeuvre permettent de minimiser le nombre de pièces mécaniques et de simplifier la fabrication. L'ensemble hydraulique utilisé est passif, aucune source dc puissance hydraulique n'étant requise pour assurer le fonctionnement. TRACTEUR -GENERALITES- [0040] Dans cet exemple, le cadre est fermé et défini une ouverture centrale. Une portion du cadre est constituée par deux longerons 6 portant au moins une batterie (non montrée). De cette façon, la zone de travail est complètement libre et disponible pour loger des outils, pour créer différentes configurations de travail et/ou des zones dc visibilité vers le sol sur lequel le travail est en cours. [0041] Lc poids du tracteur est bien réparti avec un centre dc gravité bas, cc qui lui procure une excellente stabilité. Les deux longerons 6 sont réunis par une poutre transversale. L'arrière du châssis 2 est constitué par une barre ou barre transversale 15. Dans l'exemple illustré, la barre transversale est en forme dc « U » inversé, de façon à libérer l'espace dc travail et par exemple permettre d'enjamber des cultures. Les longerons 6 et la barre transversale 15 forment des surfaces comportant une pluralité dc points de positionnement ou fixation d'outils. Ces points de fixation multiples confèrent une grande modularité et un vaste choix de positionnement des outils. Un siège et/ou un support pour l'opérateur peut être prévu, par exemple vers les roues arrière. [0042] Lc tracteur comporte au moins deux roues motrices, dans lesquelles un moteur électrique 17 est intégré. Un moyen de pilotage permet de diriger le tracteur. Les changements de direction sont effectués par des vérins de direction 18, de préférence électriques, qui commandent l'orientation angulaire des roues avant vers la direction choisie. [0043] Les batteries 8, en plus d'alimenter les deux ou quatre moteurs 17 des roues, permettent d'alimenter au moins un adaptateur rotatif (souvent appelé « prise de force »). Grâce aux points de fixation multiples, ces adaptateurs peuvent être positionnés là où les besoins sont présents, par exemple à proximité d'outils à entrainer. [0044] Le tracteur 1 comprend par ailleurs un boitier électronique prévu pour interfacer avec les moyens de pilotage. Par exemple, le boîtier peut comporter un tensiomètre permettant de régler la vitesse du ou des moteurs de façon très précise. Du fait de l'utilisation d'une motorisation électrique, le tracteur peut être commandé très précisément, par exemple afin de maintenir dans la durée et de façon précise une vitesse donnée. Selon les besoins et les tâches à accomplir, le tracteur peut être piloté par un 6 opérateur placé sur le tracteur ou à proximité de ce dernier, ou par un système de pilotage autonome, intégré au boîtier électronique. [0045] Les outils peuvent fonctionner au ras du sol et/ou dans le sol et/ou jusqu'à la hauteur désirée et/ou nécessaire pour le travail à effectuer. Un accès au sol est possible dans la zone de travail grâce à l'ouverture dans le cadre. Cet espace est disponible pour placer un ou plusieurs outils et/ou un ou plusieurs opérateurs manoeuvrant les outils et/ou un intervenant au niveau du sol. [0046] Les moteurs électriques 17 placés dans les roues permettent de dégager com- plètement la zone de travail. En effet, aucun élément de transmission mécanique n'est présent dans cet espace. La zone de travail est donc totalement libre. [0047] Les moteurs électriques 17 présentent un autre avantage. Le tracteur 1 étant peu en- combrant et pouvant être adapté aux exigences d'espaces restreints ou confinés, il est préférable que le niveau sonore soit le plus faible possible. Les moteurs électriques 17 permettent de répondre à cette exigence. A contrario, dans unc serre, le son émit par un tracteur à moteur thermique serait assourdissant. Les émanations de gaz de combustion poseraient également un problème pour les opérateurs à l'intérieur de la serre et pollueraient les cultures. Les moteurs électriques sont très silencieux, ne dégagent aucun gaz et sont ainsi sans contrainte pour les opérateurs et pour les cultures. Un tracteur électrique maniable tel que celui présenté est donc parfaitement adapté pour ce type de travaux. [0048] L'architecture du tracteur 1 lui confère un poids assez faible par rapport à la majorité des engins du même gabarit. Le tracteur est particulièrement utile sur les surfaces fragiles. Son poids lui permet de laisser le sol intact après son passage car il a un rapport poids/puissance particulièrement avantageux. [0049] Selon les besoins de l'exploitant en terme d'outillages et du travail à effectuer, le nombre de batteries peut être adapté, pour alléger le tracteur en cas de travail sur un sol fragile, ou au contraire en ajoutant des batteries afin d'augmenter l'autonomie et/ou la puissance disponible pour des outils. Liste des signes de référence [0050] 1. Tracteur 2. Châssis 3. Roues avant 4. Roues arrières 5. Ensemble hydraulique 6. Longeron 7. Porte-roue 8. Pivot de porte-roue 7 9. Vérin 10. Corps du vérin 11. Tige de vérin 12. Liaison hydraulique 13. Chambre principale 14. Piston 15. Barre transversal 16. Fixation vérin 17. Moteur électrique 18. Vérin pour direction