FR2575128A1 - Farming tractor with articulated linked agricultural implement - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention part d'un véhicule tracteur utilisable dans l'agriculture, en particulier un tracteur ou un engin de travaux publics, auquel un instrument de travail estaccoupléparl'intermédiaire d'un dispositif d'attelage et qui comprend un dispositif amortisseur d'oscillations qui forme un système résonnant s'opposant aux fractions dues au tangage des variations dans les charges dynamiques des roues, dans lequel la masse de l'instrument de travail agit comme une masse d'amortissement. The invention starts from a towing vehicle usable in agriculture, in particular a tractor or a public works machine, to which a working instrument is coupled by means of a coupling device and which comprises an oscillation damping device which forms a resonant system opposing the fractions due to the pitching of the variations in the dynamic loads of the wheels, in which the mass of the working instrument acts as a mass of damping.
Par la demande de brevet allemand DE-OS 28 56 583, on connaît déjà un tel tracteur avec un dispositif amortisseur hydraulique qui empêche, lors de déplacements de transport rapides, d'un lieu de travail à un autre par exemple, que les oscillations longitudinales (tangage), verticales et autour d'un axe longitudinal (roulis) provoquées par des irrégularités de la chaussée conduisent à des efforts dynamiques sur les roues qui diminuent la charge statique sur l'essieu avant, ce qui peut perturber, par suite d'une moindre adhérence sur la chaussée, la direction efficace du tracteur. By German patent application DE-OS 28 56 583, such a tractor is already known with a hydraulic shock-absorbing device which prevents, during rapid transport movements, from one workplace to another for example, that longitudinal oscillations (pitch), vertical and around a longitudinal axis (roll) caused by irregularities in the roadway lead to dynamic forces on the wheels which reduce the static load on the front axle, which can disturb, as a result of less grip on the road, efficient steering of the tractor.
Ce dispositif pour l'amortissement des oscillations peut avoir l'inconvénient d'être réalisé comme un système passif avec lequel les valeurs d'amortissement sont limitées. Ce dispositif de fonctionnement "passif" est en outre relativement encombrant et coûteux puisqu'il demande des organes supplémentaires, tels qu'un accumulateur hydraulique, une soupape d'étranglement ou des soupapes hydrauliques commutables.This device for damping oscillations can have the drawback of being implemented as a passive system with which the damping values are limited. This "passive" operating device is also relatively bulky and expensive since it requires additional members, such as a hydraulic accumulator, a throttle valve or switchable hydraulic valves.
Par le brevet des EUA 3 516 498, on connaît en outre un tracteur avec un dispositif d'attelage pour l'accouplement d'un instrument de travail et qui présente un dispositif électrohydraulique de réglage du relevage. A côté d'un capteur de position, ce dispositif de réglage présente également un capteur électrique monté dans un circuit de réglage d'effort. Ce tracteur a L'inconvénient qu'il ne présente pas de dispositif pour amortir des oscillations lors de déplacements de transport, de sorte que des instruments de travail lourds accouplés au tracteur peuvent, sous l'effet d'oscillations, engendrer des efforts dynamiques sur les roues qui réduisent la charge statique sur l'essieu avant à tel point que la direction est rendue inefficace par défaut de contact avec la chaussée. From US Patent 3,516,498 there is also known a tractor with a coupling device for coupling a working instrument and which has an electro-hydraulic device for adjusting the lift. In addition to a position sensor, this adjustment device also has an electrical sensor mounted in a force adjustment circuit. This tractor has the disadvantage that it does not have a device for damping oscillations during transport movements, so that heavy working implements coupled to the tractor can, under the effect of oscillations, generate dynamic forces on the wheels which reduce the static load on the front axle to such an extent that the steering is rendered ineffective by lack of contact with the road.
Par la demande de brevet allemand DE-OS 29 10 180, on connaît en plus un dispositif de réglage de l'effort de traction, de type électro-hydraulique, sur un tracteur, où la charge de l'essieu avant est détectée au moyen d'un capteur. L'inconvénient sur ce tracteur est qu'il y a seulement une régulation de L'effort de traction en fonction de la charge sur l'essieu avant. Un dispositif pour amortir les oscillations lors de déplacements de transport, en particulier avec des instruments de travail lourds attelés, afin d'accroître la sécurité de direction, n'est pas prévu dans ce cas. From German patent application DE-OS 29 10 180, there is also known a device for adjusting the traction force, of the electro-hydraulic type, on a tractor, where the load of the front axle is detected by means a sensor. The disadvantage on this tractor is that there is only a regulation of the traction force according to the load on the front axle. A device to dampen oscillations during transport movements, in particular with heavy work implements coupled, in order to increase steering safety, is not provided in this case.
L'invention vise notamment à éviter les inconvénients indiqués ci-dessus de l'art antérieur. The invention aims in particular to avoid the drawbacks indicated above of the prior art.
Selon l'invention, un véhicule tracteur comme défini au début est caractérisé en ce que le dispositif amortisseur d'oscillations est constitué par un dispositif électro-hydraulique de réglage du relevage qui présente au moins un capteur monté dans un circuit de réglage d'effort et que ce dispositif de réglage présente des moyens de commande qui commandent un releveur hydraulique en fonction des signaux du capteur détectant les oscillations longitudinales (tangage), de manière à amortir ces oscillations. According to the invention, a tractor vehicle as defined at the beginning is characterized in that the oscillation damping device is constituted by an electro-hydraulic device for adjusting the lift which has at least one sensor mounted in a force adjustment circuit and that this adjustment device has control means which control a hydraulic lifter as a function of the signals from the sensor detecting the longitudinal oscillations (pitching), so as to dampen these oscillations.
Un véhicule tracteur ainsi réalisé a l'avantage, comparativement à l'art antérieur, qu'il travaille avec un système actif pour amortir les oscillations et que, de ce fait, il permet d'obtenir un meilleur amortissement. Le véhicule tracteur peut ainsi avoir une plus grande sécurité de direction à vitesse de transport élevée. Un tel dispositif est en outre relativement économique puisqu'il est possible d'utiliser des organes présénts de toutes manières, tels que des capteurs et des commandes électriques et hydrauliques, pour une fonction supplémentaire. A tractor vehicle thus produced has the advantage, compared to the prior art, that it works with an active system to dampen oscillations and that, as a result, it allows better damping to be obtained. The towing vehicle can thus have greater steering security at high transport speed. Such a device is also relatively inexpensive since it is possible to use members present anyway, such as electrical and hydraulic sensors and controls, for an additional function.
Le coût d'un système actif peut ainsi etre maintenu plus bas que celui des systèmes passifs classiques.The cost of an active system can thus be kept lower than that of conventional passive systems.
On obtient des exécutions particulièrement simples et des dispositifs travaillant de manière sûre lorsque les oscillations sont détectées et les signaux sont fournis par un capteur d'effort de traction et/ou un capteur de pression, prévu en particulier sur le releveur, et/ou un capteur de charge qui est prévu sur L'essieu avant s'iL s'agit d'un véhicule tracteur auquel L'instrument de travail est attelé à l'arrière. On obtient un mode de fonctionnement optimal surtout lorsque, selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de réglage et de position est combiné en cascade avec le circuit de réglage comportant le ou les capteurs sensibles à des efforts1 ou qu'une influence de position est ajoutée en mélange à ce dernier circuit de réglage. Particularly simple designs are obtained and devices working in a safe manner when the oscillations are detected and the signals are supplied by a traction force sensor and / or a pressure sensor, provided in particular on the lifter, and / or a load sensor which is provided on the front axle if it is a towing vehicle to which the working implement is attached to the rear. An optimal operating mode is obtained, especially when, according to another characteristic of the invention, an adjustment and position circuit is combined in cascade with the adjustment circuit comprising the sensor or sensors sensitive to forces1 or that an influence of position is added as a mixture to this last adjustment circuit.
D'autres caractéristiques et avantages de L'invention ressortiront plus clairement de La description qui va suivre d'un exemple de réalisation non Limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une vue de côté schématique d'un tracteur auquel est attelée une charrue et qui est équipé d'un dispositif électro-hydrauLique de réglage du relevage convenant à L'amorti s- sement des oscillations. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of a nonlimiting exemplary embodiment, as well as from the single figure of the appended drawing, which is a schematic side view of a tractor to which a plow is coupled and which is equipped with an electro-hydraulic lifting adjustment device suitable for damping oscillations.
La figure 1 représente, en tant que véhicuLe tracteur utilisable dans l'agricuLture, un tracteur 10, à t'arrière duquel est reliée,par l'intermédiaire dlun dispositif d1attelage 11, une charrue 12 qui constitue dans cet exempte L'instrument de travail. FIG. 1 represents, as a tractor usable in agriculture, a tractor 10, to the rear of which is connected, by means of a coupling device 11, a plow 12 which constitutes in this example the working instrument .
Le dispositif d'attelage 11 est réalisé de façon connue comme un attelage à trois points avec une barre supérieure 13 et des barres inférieures 14. Les barres inférieures 14 peuvent être manoeuvrées de façon classique par un releveur hydraulique 17, par l'intermédiaire d'une barre de relevage 15 et d'un bras de relevage coudé 16, de sorte qu'elles font partie d'un dispositif électro-hydraulique de réglage du relevage 18. Le reLeveur 17 est monté dans un circuit hydrauLique 19 comprenant une pompe 21 et une soupape de réglage électro-hydrautique 22. The coupling device 11 is produced in a known manner as a three-point coupling with an upper bar 13 and lower bars 14. The lower bars 14 can be maneuvered in a conventional manner by a hydraulic lifter 17, by means of a lifting bar 15 and an angled lifting arm 16, so that they are part of an electro-hydraulic device for adjusting the lifting 18. The lifter 17 is mounted in a hydraulic circuit 19 comprising a pump 21 and an electro-hydraulic adjustment valve 22.
La soupape de réglage 22 est pilotéepar un appareil de commande électrique 23 qui travaille comme un régulateur et peut également être équipé d'un microprocesseur Les vaLeurs de consigne désirées sont introduites dans L'appareil de commande 23 par une entrée 24 qui est représentee de façon simplifiée ; par cette entrée peut également être introduite ta nature de La régulation désirée, telle qu'une régulation de l'effort de traction ou de la position ou une régulation mixte. L'appareil de commande 23 est connecté en outre à plusieurs capteurs pour l'application de valeurs effectives. The regulating valve 22 is controlled by an electrical control device 23 which works as a regulator and can also be equipped with a microprocessor. The desired set values are introduced into the control device 23 by an input 24 which is represented in a way simplified; by this entry can also be introduced the nature of the desired regulation, such as a regulation of the traction force or of the position or a mixed regulation. The control device 23 is also connected to several sensors for the application of actual values.
Un capteur d'effort de traction 25 fournit à L'appareil de commande 23 des signaux proportionnels à la grandeur des efforts dans les barres inférieures 14, tandis qu'un capteur de position 26 fournit à l'appareil de commande 23 des signaux qui dépendent de La position de l'attelage 11 par rapport au châssis du tracteur 10. L'appareil de commande 23 reçoit en outre des valeurs effectives d'un capteur de pression 27 dont les signaux sont fonction de la pression hydraulique dans le releveur 17. Enfin, l'appareil de commande 23 est connecté à un capteur de charge 28 dont les signaux sont proportionnels à La charge instantanée de l'essieu avant 29 du tracteur 10.A traction force sensor 25 provides the control device 23 with signals proportional to the magnitude of the forces in the lower bars 14, while a position sensor 26 provides the control device 23 with signals which depend The position of the coupling 11 with respect to the chassis of the tractor 10. The control device 23 also receives actual values from a pressure sensor 27 whose signals are a function of the hydraulic pressure in the lifter 17. Finally , the control device 23 is connected to a load sensor 28 whose signals are proportional to the instantaneous load of the front axle 29 of the tractor 10.
Dans l'appareil de commande 23 - travaillant en tant que régulateur - sont intégrés des moyens de commande 31 qui servent à l'amortissement des oscillations et auxquels est coordonnée une seconde entrée 32. In the control device 23 - working as a regulator - are integrated control means 31 which serve to dampen the oscillations and to which a second input 32 is coordinated.
Le fonctionnement du tracteur 10 sera décrit ci-après, sa coopération avec le dispositif électro-hydraulique de reglage du relevage 18 lors du labourage étant supposée connue. Suivant les capteurs 25, 26, 27 et 28 présents, on peut faire travailler Le tracteur 10 avec une régulation de l'effort de traction, avec une régulation de position, de pression, de la charge sur l'essieu avant ou encore avec une régulation mixte comprenant deux ou trois influences. Les introductions adéquates sont effectuées à cet effet par
La première entrée 24.The operation of the tractor 10 will be described below, its cooperation with the electro-hydraulic device for adjusting the lift 18 during plowing being assumed to be known. Depending on the sensors 25, 26, 27 and 28 present, the tractor 10 can be made to work with regulation of the traction force, with regulation of position, pressure, load on the front axle or even with a mixed regulation comprising two or three influences. Appropriate introductions are made for this purpose by
The first entry 24.
Pour un déplacement dq transport, la charrue 12 attelée au tracteur 10 est relevée de la position de travail représentée à une position de transport ; cette opération peut être déclenchée par une introduction adéquate sur la seconde entrée 32. Lorsque le tracteur 10 avec La charrue 12 relevée passent sur des irrégularités de la chaussée, des oscillations longitudinales, verticales-ou autour d'un axe longitudinat peuvent être engendrées sur la charrue seule ou sur La charrue et le tracteur. Pendant ces oscillations,
La charrue 12, en raison de sa masse, produit des efforts qui sont transmis par les barres 13 et 14 au tracteur 10.Les changements d'efforts ou accélérations ainsi produits peuvent être mesurés par au moins l'un des capteurs 25, 27, 28 montés dans le circuit de réglage d'effort et être transmis à l'appareil de commande 23 respectivement aux moyens de commande 31. Les moyens de commande 31 traitent ces signaux de telle manière que, par l'intermédiaire du dispositif de réglage du relevage 18 et du releveur 17, la charrue 12 est déplacée de sa position de transport, par rapport au tracteur 10, dans le sens de l'amortissement des oscillations produites.Les efforts dynamiques produits par les oscillations sur les roues peuvent ainsi être réduits si fortement que la charge statique sur l'essieu avant n'est pas supprime, de sorte qu'il existe toujours une adhérence suffisante avec la chaussée pour permettre la direction convenable du tracteur 10. Des paramètres utiles pour l'amortissement des oscillations, tels qu'un facteur d'amortissement ou la plage dans laquelle le dispositif amortisseur doit agir, peuvent être introduits par la seconde entrée 32.For a transport movement, the plow 12 coupled to the tractor 10 is raised from the working position shown to a transport position; this operation can be triggered by an adequate introduction on the second entry 32. When the tractor 10 with the plow 12 raised pass over irregularities of the roadway, longitudinal, vertical oscillations or around a longitudinal axis can be generated on the plow alone or on the plow and the tractor. During these oscillations,
The plow 12, due to its mass, produces forces which are transmitted by the bars 13 and 14 to the tractor 10. The changes in force or acceleration thus produced can be measured by at least one of the sensors 25, 27, 28 mounted in the force adjustment circuit and be transmitted to the control device 23 respectively to the control means 31. The control means 31 process these signals in such a way that, via the lifting adjustment device 18 and the lifter 17, the plow 12 is moved from its transport position, relative to the tractor 10, in the direction of damping the oscillations produced. The dynamic forces produced by the oscillations on the wheels can thus be reduced so greatly that the static load on the front axle is not eliminated, so that there is always sufficient grip with the road surface to allow proper steering of the tractor 10. Useful parameters for the damping of oscillations, such as a damping factor or the range in which the damping device must act, can be introduced by the second input 32.
Sur cette entrée peut être ajustée également la fraction de réglage de position nécessaire pour un fonctionnement optimal du dispositif d'amortissement. Ceci peut consister soit à combiner un circuit de réglage de position en cascade avec le circuit de réglage d'effort, soit à ajouter une influence de position en mélange à ce dernier circuit de réglage, comme cela est en lui-meme connu sur les dispositifs électro-hydrauliques de réglage de relevage utilisés jusqu a présent. On this input can also be adjusted the fraction of position adjustment necessary for optimal operation of the damping device. This can consist either in combining a cascade position adjustment circuit with the force adjustment circuit, or in adding a position influence in admixture to this latter adjustment circuit, as is known in itself on the devices. electro-hydraulic lift adjustment used so far.
Pour mesurer le changement d'effort produit par des oscillations longitudinales (tangage) et des oscillations verticales du tracteur 10, Les capteurs pour l'effort de traction (25), la pression (27) et la charge de l'essieu avant (28), montés dans le circuit de réglage d'effort, peuvent être utilisés individuellement ou en combinaison. Pour tenir compte des oscillations autour d'un axe longitudinal (roulis), il est avantageux de coordonner un capteur de charge 28 à chaque roue avant et de coordonner un capteur d'effort de traction 25 à chacune des deux barres inférieures 14. Le dispositif électro-hydraulique de réglage du relevage 18 permet ainsi de réaliser un système actif pour amortir les oscillations, qui permet, par son principe même, d'obtenir de meilleures valeurs d'amortissement qu'un système passif.Avec la solution selon l'invention, le tracteur 10, par l'intermédiaire du dispositif de réglage du relevage 18, constitue avec la charrue 12 un système résonnant dans lequel la masse de la charrue est utilisée comme masse d'amortissement. Ainsi, même s'il s'agit d'une charrue 12 ou d'un autre instrument de travail de poids élevé et même si le tracteur 10 portant un tel instrument roule vite lors d'un transport, il reste dirigeable de manière sûre. To measure the change in force produced by longitudinal oscillations (pitching) and vertical oscillations of the tractor 10, The sensors for the traction force (25), the pressure (27) and the front axle load (28 ), mounted in the force adjustment circuit, can be used individually or in combination. To take account of the oscillations around a longitudinal axis (roll), it is advantageous to coordinate a load sensor 28 at each front wheel and to coordinate a traction force sensor 25 at each of the two lower bars 14. The device electro-hydraulic adjustment of the lift 18 thus makes it possible to produce an active system for damping the oscillations, which makes it possible, by its very principle, to obtain better damping values than a passive system. With the solution according to the invention , the tractor 10, by means of the lifting adjustment device 18, constitutes with the plow 12 a resonant system in which the mass of the plow is used as damping mass. Thus, even if it is a plow 12 or another high-weight working implement and even if the tractor 10 carrying such an implement travels quickly during transport, it remains steerable in a safe manner.
Des modifications à la forme de réalisation représentée sont bien entendu possibles sans sortir du cadre de l'invention. Modifications to the embodiment shown are of course possible without departing from the scope of the invention.
C'est ainsi que le système actif d'amortissement des oscillations est applicable aussi à d'autres véhicules tracteurs possédant déjà un dispositif électro-hydraulique de réglage de relevage avec des capteurs dans le circuit de réglage d'effort et où se posent des problèmes semblables, par exemple sur des moi-ssonneuses-batteuses, des engins de travaux publics et ainsi de suite. Au Lieu d'être attelé à l'arrière, l'instrument de travail peut également être attelé sur L'avant ou le côté du véhicule. L'instrument de travail peut également être accouplé ou monté fixe au véhicule tracteur.This is how the active oscillation damping system is also applicable to other towing vehicles which already have an electro-hydraulic linkage adjustment device with sensors in the force adjustment circuit and where problems arise. similar, for example on combine harvesters, public works machinery and so on. Instead of being coupled to the rear, the working implement can also be coupled to the front or the side of the vehicle. The working implement can also be coupled or mounted fixed to the towing vehicle.
Une autre modification possible consisterait à déplacer le capteur de pression 27 du releveur 17 à un vérin de barre supérieure éventuellement présent. Il serait également concevable d'employer un capteur d'accélération ou un capteur à pendule à la place des capteurs représentés sensibles aux efforts dans le tracteur 10 pour détecter les oscillations longitudina-les et verticales de celui-ci. Another possible modification would consist in moving the pressure sensor 27 from the lifter 17 to an upper bar cylinder, if present. It would also be conceivable to use an acceleration sensor or a pendulum sensor in place of the sensors shown sensitive to the forces in the tractor 10 to detect the longitudinal and vertical oscillations thereof.
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