Brevet FR3119296A1 — publié le 20220805

Véhicule (1) agricole, de préférence tracteur enjambeur comprenant au moins un moteur (7), un châssis (2) porté par au moins une roue avant (4) et au moins une roue arrière (5), au moins un porte-outils (10) comprenant une perche (11) porte-outils maintenue du côté de la roue arrière (5) par un support arrière (12) pivotant connecté de façon pivotante au châssis (2) et du côté de la roue avant (4) par un support frontal (13) en « Y » apte à supporter une charge verticale vers le bas en procurant une limitation de la translation verticale vers le bas à un niveau établi par réglage tout en procurant une liberté de translation verticale vers le haut. FIGURE 1 Tracteur enjambeur avec porte-outilsl La présente invention concerne un véhicule agricole, de préférence un tracteur enjambeur, comprenant au moins un moteur, un châssis porté par au moins une roue avant et au moins une roue arrière, au moins un porte-outils comprenant une perche porte-outil. 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. Pour effectuer diverses tâches dans le sol, le tracteur est pourvu d’un porte-outils, désigné ci-après perche porte-outils. Ces perches porte-outils sont généralement situées entre les roues avant et arrière. Sur de nombreux enjambeurs, les perches porte-outils sont disposées de façon à recevoir une force de poussée depuis l’arrière vers l’avant, suivant l’avancement du tracteur. Le système de perche porte-outil permet d’effectuer un travail du sol très précis, à l’aide des outils adaptés à la fois aux caractéristiques du sol et à la tâche à effectuer. Un des problèmes rencontré dans les agencements actuels provient des efforts de torsion induits par les outils sur la perche. Traditionnellement ce problème est résolu par un guidage, souvent en forme en rainure verticale allongée, monté vers l’avant de la perche. Toutefois, ce guidage empêche d’avoir de système de correction de dévers sur les perches. Le second problème rencontré dans ce type de système est le maintien en profondeur des outils (aussi appelé contrôle du terrage) tout en conservant un mouvement libre vers le haut. Souvent les outils montés sur la perche (charrue vigneronne, griffes, lames, ou autres) ont tendance à tirer la perche vers le bas et induire des efforts de flexion en bout de perche. Afin de reprendre ces efforts et contrôler le terrage, une chaîne ou un câble est positionné à l’avant de la perche. Ceci permet de contrôler la profondeur en mettant la chaîne en tension tout en autorisant les efforts vers les haut (chaîne relâchée) si l’outil rencontre un obstacle tel qu’un rocher affleurant par exemple. Les solutions actuelles (chaîne et guide) permettent de reprendre les efforts induits dans les perches mais ne permettent pas un réglage précis de la profondeur de travail. De plus, les dispositifs connus sont fastidieux à régler et encombrants. Enfin, ces types de systèmes empêchent l’utilisation de vérins électriques, ceux-ci étant moins puissants et véloces que les vérins hydrauliques. Le document FR2598588 décrit un tracteur enjambeur avec porte-outils poussé ou tiré, fixé au châssis du tracteur par un point de fixation unique autour duquel le porte-outils peut pivoter, permettant ainsi de le positionner selon diverses configurations angulaires en regard du tracteur. La fixation est mise en œuvre par une tige verticale servant d’axe de pivot. Du fait d’un point de fixation unique, l’ensemble est monté en porte-à-faux en regard du tracteur. Cet agencement en porte-à-faux avec fixation unique procure un maintien limité, en particulier pour les parties distales en regard du pivot. Ce type de montage ne permet pas de supporter d’importants efforts pour la partie distale, limitant considérablement les utilisations. En outre, les efforts latéraux ou transversaux sont maintenus uniquement par le pivot. Les efforts dans la zone distale du pivot engendrent ainsi de fortes contraintes sur le porte-outils. Des vérins permettent d’ajuster la hauteur du porte-outils. En cas d’obstacles, les efforts sont directement transmis aux vérins qui risquent d’être endommagés. Il existe donc un besoin pour un tracteur enjambeur avec porte-outils présentant de meilleures aptitudes pour effectuer des tâches exigeantes, mais présentant une bonne résistance aux efforts induits, et une aptitude à franchir les obstacles sans exiger que le conducteur doive remonter le porte-outils de façon manuelle. Pour pallier ces différents inconvénients, l’invention prévoit différents moyens techniques. Tout d’abord, un premier objectif de l’invention consiste à prévoir un véhicule agricole, de préférence de type enjambeur, avec porte-outils permettant de travailler dans de multiples configurations en supportant divers types d’efforts sans risque de dommages. Un autre objectif de l’invention consiste à prévoir un véhicule agricole, de préférence de type enjambeur, avec porte-outils dont la construction est peu coûteuse. Un autre objectif de l’invention consiste à prévoir un véhicule agricole, de préférence de type enjambeur, avec porte-outils adapté pour travailler un sol comportant des obstacles. Pour ce faire, l’invention prévoit un véhicule agricole, de préférence un tracteur enjambeur comprenant au moins un moteur, un châssis porté par au moins trois roues dont une roue avant et au moins une roue arrière, au moins un porte-outils comprenant une perche porte-outils maintenue du côté de la roue arrière par un support arrière pivotant connecté de façon pivotante au châssis et du côté de la roue avant par un support frontal en « Y » apte à supporter une charge verticale vers le bas en procurant une limitation de la translation verticale vers le bas à un niveau établi par réglage tout en procurant une liberté de translation verticale vers le haut (en cas d’effort vertical vers le haut), dans lequel le support frontal est ajustable et comporte un bras d’ajustement (translatant et pivotant) connecté au châssis par l’entremise d’un vérin d’ajustement frontal, un bras pendulaire (pivotant) directement connecté au châssis, le bras d’ajustement ainsi que le bras pendulaire étant connectés à l’extrémité supérieure du corps du support frontal. Cette architecture permet de proposer un porte-outil procurant un excellent maintien dans le sens latéral car il est fixé à l’avant et à l’arrière, tout en assurant une liberté de mouvement dans le sens vertical ascendant en cas d’effort dans cette direction, par exemple lors d’un franchissement d’un obstacle tel qu’une pierre ou une souche. L’agencement permet également une maîtrise du maintien vertical descendant (réglage du terrage) qui correspond à la profondeur voulue de travail des outils. Le support frontal est aisément ajustable en hauteur à l’aide d’un vérin. Le support arrière permet une transmission directe à la perche des efforts de poussée liés à l’avancement du tracteur. Le bras pendulaire relié au châssis permet d’absorber les efforts latéraux induits dans le porte-outils, protégeant le vérin d’ajustement frontal contre ces efforts, qui pourraient affecter le vérin. De manière avantageuse, on prévoit un vérin d’ajustement arrière connecté au support arrière et reliant ce dernier au châssis par l’entremise d’une liaison souple (câble ou chaîne ou vérin simple effet ou autre). Comme pour l’agencement frontal, cet agencement arrière permet de régler la hauteur de la perche par l’arrière, tout en conservant un degré de liberté pour un mouvement ascendant en cas d’effort tendant à soulever la perche. De manière avantageuse, le support arrière pivotant comporte un agencement en parallélogramme déformable connecté d’une part au châssis et d’autre part à l’extrémité arrière de la perche porte-outils. On utilise par exemple un support comportant deux bras montés pivotants sur deux axes, formant ainsi un parallélogramme déformable. Selon un mode de réalisation avantageux, les dimensions des barres du parallélogramme du support arrière et la dimension du bras du support frontal sont identiques. Cet agencement avec un dimensionnement à l’identique des éléments équivalents à l’avant et à l’arrière de la perche permet de dupliquer les cinématiques de déplacements avec des débattements identiques, permettant de conserver le positionnement horizontal de la perche, et procurant un déplacement sans efforts parasites qui seraient engendrés avec des dimensions non identiques. De manière avantageuse, la perche est montée libre en rotation autour de son axe longitudinal, et un vérin d’alignement angulaire permet d’orienter angulairement la perche. Cette variante permet de gérer et contrôler l’angle de dévers de la perche, par exemple pour configurer les outils de travail avec un certain angle par rapport au sol, et/ou pour faciliter le travail sur un terrain incliné. Egalement de manière avantageuse, au moins un des vérins est électrique. Cet agencement simple et fiable est possible du fait de l’architecture du support frontal, qui permet un ajustement de la hauteur avec un effort réduit, puisqu’une partie de la charge est supportée par le bras pendulaire. De manière avantageuse, la perche est inclinable longitudinalement. Par exemple, la perche est connectée à l’avant et à l’arrière via des pivots transversaux, et les vérins avant et arrière sont pilotés de manière désynchronisée afin de conférer un angle d’inclinaison avant-arrière à la perche. Selon encore un mode de réalisation avantageux, le véhicule comporte une motorisation électrique pour au moins deux roues et au moins une batterie dans chacun des longerons. Egalement de manière avantageuse, le véhicule comporte au moins un longeron axial, et préférablement deux longerons axiaux, portant les roues avant et arrières et fixés entre eux par l’entremise d’au moins une poutre transversale. Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 8, présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles: Fig.1 la est une vue en élévation d’un exemple de tracteur enjambeur disposant d’une perche porte-outils illustrée en position basse; Fig.2 la est une vue en élévation d’un exemple de tracteur enjambeur disposant d’une perche porte-outils illustrée en position haute; Fig.3 la est une vue agrandie, en perspective, de la perche porte-outils des figures 1 et 2; Fig.4 la illustre un exemple de tracteur enjambeur en position de travail avant franchissement d’un obstacle, la perche porte-outil état en position de travail de départ; Fig.5 la illustre un exemple de tracteur enjambeur en position de travail illustrant l’effet du franchissement d’un obstacle sur la perche porte-outils; Fig.6 la illustre un exemple de tracteur enjambeur en position de travail après franchissement d’un obstacle, la perche porte-outils étant de retour dans sa position de travail de départ ; Fig.7 la illustre un exemple de tracteur enjambeur en position de travail après franchissement d’un obstacle, la perche porte-outils étant de retour dans sa position de travail de départ; Fig.8 la est une vue en perspective d’un exemple de tracteur enjambeur dont le porte-outils est équipé de plusieurs outils. La illustre un tracteur agricole 1, dans cet exemple un tracteur enjambeur. Le tracteur est monté sur quatre roues, deux roues avant 4 et deux roues arrière 5 portées par le châssis 2. La motricité est fournie par au moins un moteur 7 de préférence électrique. Tel qu’illustré aux figures 1 et 2, il comporte avantageusement un moteur 7 intégré dans chacune des roues. Le véhicule comporte au moins un porte-outils 10 comprenant une perche 11 (ou barre) porte-outils. Différents outils 8 de travail peuvent être fixés à la perche, en fonction des tâches à effectuer et du type de sol à travailler. Vers l’avant du véhicule, un support frontal 13 en forme de «Y» procure un support ajustable en hauteur à la partie avant de la perche 11. L’agencement en forme de « Y » comporte un corps 17 dont l’extrémité supérieure 18 sert de jonction avec deux bras, référencés 14 et 16. Ces deux bras sont connectés avec des liaisons pivotantes avec le corps 17. Le bras pendulaire 16 est relié, à son extrémité libre, au châssis 2 par une connexion pivotante. Le bras 14 d’ajustement frontal pour sa part est relié, à son extrémité libre, à un vérin 15 d’ajustement frontal, lui même fixé au châssis 2. La perche 11 est connectée à la base du corps 17 du support frontal 13. Cet agencement procure de nombreux avantages. La connexion au châssis par le bras pendulaire 16 confère une forte rigidité et permet d’absorber les charges en provenance de la perche lors des phases de travail. L’architecture permet en outre de bien supporter les efforts transversaux induits pendant les phases de travail et supprime ou réduit le risque de fléchissement et/ou torsion de la perche. Le bras pendulaire 16 transmet ainsi les efforts au châssis, et protège le bras d’ajustement 14, évitant que ce dernier ne transmette à son tour les efforts induits au vérin d’ajustement frontal 15. Le vérin 15 d’ajustement permet de positionner la perche 11 à la hauteur souhaitée. Une fois cet ajustement effectué, le support frontal 13 empêche tout déplacement vers le bas. En cas d’effort vertical tendant à soulever la perche 11, par exemple lors d’un franchissement d’obstacle 9, tel qu’illustré aux figures 4 à 6, le support frontal 13 permet à la perche de se déplacer verticalement vers le haut grâce à un mouvement pivotant des deux bras 14 et 16, sans modification de l’ajustement de la course du vérin. Le vérin d’ajustement 15 est ainsi protégé contre les chocs et efforts induits par les outils 8 de travail et transmis au porte-outils 10 par la perche 11. Un support arrière 12 maintient la perche 11 du côté arrière du véhicule. Tel qu’illustré en détails à la , le support arrière 12 est connecté au châssis 2 et permet à la perche de se déplacer verticalement par rapport au châssis 2. Le support arrière 12 comporte deux barres 23 espacées l’une de l’autre et parallèles entre elles, fixées d’une part au châssis 2 et d’autre part à la perche 11 par une barre de liaison 24 avec la perche. Les barres parallèles 23 et la barre de liaison 24 forment, avec la portion du châssis à laquelle les barres 23 sont connectées, un agencement en forme de parallélogramme déformable. Les figures 1 et 2 illustrent les positions extrêmes de ce rectangle, avec la position basse de la perche 11 illustrée à la , et la position haute de la perche, montrée à la . Dans l’exemple illustré, les dimensions des barres 23 du parallélogramme du support arrière 12 et la dimension du bras pendulaire 16 du support frontal 13 sont identiques. Cet agencement permet à la perche 11 de pivoter de façon identique au niveau de son support frontal 13 et de son support arrière 12 et ainsi de se déplacer de façon identique dans le sens de la hauteur. L’inclinaison de la perche 11 peut ainsi être conservé, quelle que soit sa hauteur. La hauteur du support 13 d’ajustement est ajustable à l’aide d’un vérin d’ajustement arrière 19 relié à une des deux barres 23 et au châssis 2. Une liaison souple 20 est prévue entre le vérin d’ajustement arrière 19 et le châssis. Cette liaison souple permet de supporter la charge verticale vers le bas, tout en conférant une liberté de déplacement vertical vers le haut en cas de sollicitation dans ce sens, par exemple lors d’un franchissement d’obstacle 9. Pour réaliser la liaison souple, on utilise par exemple une chaîne, un câble, une courroie, etc. En variante, la perche 11 est inclinable longitudinalement en actionnant un seul vérin d’ajustement, par exemple uniquement le vérin d’ajustement frontal 15 ou uniquement le vérin d’ajustement arrière 19. Des pivots transversaux (non montrés) prévus aux extrémités de la perche permettent la mise en œuvre de ce type de mouvement. Ce mode opératoire avec la perche 11 inclinée permet de réaliser certaines tâches spécifiques et facilite l’utilisation de certains outils 8. L’architecture du porte-outils telle que préalablement décrite permet l’utilisation de vérins électriques. Bien que tout type de vérin puisse être utilisé, on prévoit de préférence au moins un des vérins 15, 19, 21 électrique. Ces vérins permettent de mettre en œuvre des constructions simples, compactes, et évitent de devoir équiper le véhicule d’un système hydraulique, complexe, lourd et coûteux. Tel qu’illustré à la , des pivots 22 d’ajustement angulaire, prévus à chacune des extrémités de la perche 11, permettent d’orienter angulairement la perche 11. L’orientation angulaire est mise en place grâce à un vérin d’alignement angulaire 21 agencé de façon à pouvoir faire tourner la perche 11 autour de son axe longitudinal. Le véhicule comporte au moins un longeron 3 axial, et préférablement deux longerons axiaux, portant les roues avant et arrières et fixés entre eux par l’entremise d’au moins une poutre 6 transversale, tel que montré à la . 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 œuvre permettent de minimiser le nombre de pièces mécaniques et de simplifier la fabrication. L’architecture prévue permet la reprise des efforts dans les perches en proposant un système avec maintien par l’avant et par l’arrière. Le système permet de conserver la rigidité même lorsque les perches permettent une correction de dévers. L’architecture permet également d’effectuer un réglage de la profondeur de manière facilité à l’aide de vérins, de préférence électrique, bien que des vérins hydrauliques à simple ou à double effet peuvent aussi être utilisés. L’agencement prévu permet de répondre à la problématique de maintien du terrage, c’est à dire le fait de pouvoir soutenir les efforts vers le bas induits par les outils 8 en cours de travail, tout en conservant une liberté de mouvement ascendant. Cette liberté est essentielle par exemple lorsqu’un outil 8 rencontre un accident de terrain, par exemple un rocher : il peut alors se relever sans soulever le tracteur, ce qui permet de maintenir la motricité. Cette caractéristique est aussi désignée la « position flottante » de la perche. Enfin l’architecture prévue permet l’utilisation de vérins électriques (par nature moins puissant que des vérins hydrauliques dans le relevage et le réglage des perches sans dégrader significativement les performances du système (capacité de relevage, vitesse de relevage, rigidité, etc.) TRACTEUR GENERALITES Le tracteur comporte au moins deux roues motrices, dans lesquelles un moteur électrique est intégré. Un moyen de pilotage permet de diriger le tracteur. Les changements de direction sont effectués par des vérins de direction qui commandent l’orientation angulaire des roues avant vers la direction choisie. Les batteries, en plus d’alimenter les moteurs des roues, peuvent également alimenter les vérins, dans le cas où ces derniers sont électriques. Les moteurs électriques 17 placés dans les roues permettent de dégager complètement 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. 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. Véhicule agricole (enjambeur) Châssis Longeron Roues avant Roues arrière Poutre transversale Moteur Outil Obstacle Porte-outils Perche Support arrière Support frontal en « Y » Bras d’ajustement Vérin d’ajustement frontal Bras pendulaire Corps du bras pendulaire Extrémité supérieure du corps Vérin d’ajustement arrière Liaison souple (chaîne) Vérin d’alignement angulaire Pivot d’ajustement angulaire Barres du support arrière Barre de liaison avec la perche Véhicule (1) agricole, de préférence tracteur enjambeur, comprenant au moins un moteur (7), un châssis (2) porté par au moins trois roues dont une roue avant (4) et au moins une roue arrière (5), au moins un porte-outils (10) comprenant une perche (11) porte-outils maintenue du côté de la roue arrière (5) par un support arrière (12) pivotant connecté de façon pivotante au châssis (2) et du côté de la roue avant (4) par un support frontal (13) en « Y » apte à supporter une charge verticale vers le bas en procurant une limitation de la translation verticale vers le bas à un niveau établi par réglage tout en procurant une liberté de translation verticale vers le haut, caractérisé en ce que le support frontal (13) est ajustable et comporte un bras d’ajustement (14) connecté au châssis (2) par l’entremise d’un vérin (15) d’ajustement frontal, un bras pendulaire (16) directement connecté au châssis (2), le bras d’ajustement (14) ainsi que le bras pendulaire (16) étant connectés à l’extrémité supérieure (18) du corps (17) du support frontal (13). Véhicule (1) agricole selon la revendication 1, comportant un vérin d’ajustement arrière (19) connecté au support arrière (12) et reliant ce dernier au châssis (2) par l’entremise d’une liaison souple. Véhicule (1) agricole selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le support arrière (12) pivotant comporte un agencement en parallélogramme déformable connecté d’une part au châssis (2) et d’autre part à l’extrémité arrière de la perche (11) porte-outils. Véhicule (1) agricole selon la revendication 3, dans lequel les dimensions des barres (23) du parallélogramme du support arrière (12) et la dimension du bras (16) du support frontal (13) sont identiques. Véhicule (1) agricole selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la perche (11) est montée libre en rotation autour de son axe longitudinal, et dans lequel un vérin d’alignement angulaire (21) permet d’orienter angulairement la perche (11). Véhicule (1) agricole selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un des vérins (15, 19, 21) est électrique. Véhicule (1) agricole selon l‘une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la perche (11) est inclinable longitudinalement. Véhicule (1) agricole selon l‘une quelconque des revendications précédentes, comportant deux longerons (3) axiaux, portant les roues avant et arrières et fixés entre eux par l’entremise d’au moins une poutre (6) transversale. Véhicule (1) agricole selon la revendication 8, comportant une motorisation électrique pour au moins deux roues et au moins une batterie dans chacun des longerons (3).