Brevet FR2042665A1 — publié le 19710212

La présente invention se rapporte å un cultivateur méca- nique équipé de rotors portant des lames pour travailler le sol. Des cultivateurs mécaniques du type charrue déchau- meus" ont été proposés pour labourer le sol afin de produire une couche meuble propre à être ensemencée, mais ces cultivateurs se sont révélés incapables de simuler l'action des charrues classiques, à certains égards, notamment pour enterrer complètement la végé- tation de surface et les détritus. Selon l'invention, un cultivateur mécanique comprend un châssis mobile, un premier et un second rotor, chaque rotor étant monté sur le châssis et portant des lames travaillant le sol, les lames du premier rotor tournant dans un plan vertical transversal à la direction de marche de la machine, le second rot or étant monté sur le châssis de façon à précéder le premier rotor dans le sens de la marche de la machine, ce second rotor étant conçu pour enlever une couche superficielle de terre et pour la reJeter sur le oôté de la machine, tandis que le premier rotor agit sur le sol de façon à former un sillon sous cette couche superficielle et parallèlement à la direction de marche de la machine. Le plan de rotation des lames du second-rotor peut être horizontal ou presque horizontal, son axe de otation étant vertical ou presque vertical. En variante, le plan de rotation des lames du second rotor peut être vertical, son axe de rotation étant hori zonal Dans le second cas, l'axe de rotation du second rotor s'étend transversalement à la direction de marche de la machine. Les axes de rotation des premiers et des seconds rotors peuvent etre parallèles, L'axe de rotation du premier rotor peut faire un angle aigu avec la direction de marche de la machine. Cet angle est, de préférence, compris entre 25 et 45 Les premiers et les seconds rotors sont, avantageusement, entraînés par une source motrice commune. De préférences le premier rotor rejette la terre sur le côté de la machine et sur les déblais du second rotor. La source motrice des rotors peut comporter des moyens de changement de vitesse. Lorsque la machine effectue une série de passages parallè les au-dessus d'un champ à cultivera le second- rotor enlève la couche superSicielle du sol qui comprend la végétation et les déblais et la rejette dans un sillon forme lors d'un passage précédent de la machine. Le premier rotor forme un sillon derrière le second et dépose ses déblais sur ceux-de ce dernier. Ainsi,- la végétation et les détritus sont enterres et une série de sillons parallèles est formée. Selon une autre particularité de l'invention, le châssis porte une seconde paire de premiers et de seconds rotors disposés en arrière et d'un côte des premiers rotors mentionnés, -par rapport à la direction de-marche de la machine. Les axes de rotation des premiers rotors peuvent etre alignés, de même que les axes de rota non de seconds rotors. Le châssis peut comporter des éléments au contact du sol pour detepminer la position de fonctionnement des rotors par rapport au sol. LechaAssis peut comporter des dents s'étendant en avant et sous le niveau des rotors. Les lames de rot or peuvent avoir une forme générale en L avec une extrémité s'étendant parallèlement à l'axe du rotor, Les lames peuvent etre fixées de façon amovible à un disque formé sur le rotor. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui- va suivre, donnée uniquement à titred'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - là figure 1 est une vue en plan schématique d'un cultivateur mécanique conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en bout, dans la direction de la flèche 2 de la figure 1, montrant le profil du sol après le passage de la machine ; - la figure 3 est une vue dans la direction de la flèche 3 de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue latérale d'une forme de rotor horizontal ;; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la lig-ne 5-5 de la figure 4 - la figure 6 est une vue latérale d'une forme de rotor vertical ; - 1s figures7 et 8 sont respectivement une vue latérale et en plan d'une autre forme de rotor vertical ; et - la figure 9 est une vue en plan d'un second mode de réalisation du cultivateur selon l'invention. En se référant aux figures 1 à 3, on voit un cultivateur mécanique qui comporte deux paires de rotors 45 et 46. Chaque paire de rotors 45 et 46 comprend un rot or 47 tournant dans un plan horizontal autour d'un axe vertical, et qui sera qualifié ci-après de "rotor vertical", et un rotor 48 tournant dans un plan vertical autour d'un axe horizontal, qualifié ci-après de "rotor horizontal". Les rotors 47 et 48 sont montés sur un châssis 51 pouvant être attelé derrière un tracteur (non représenté), La direction du mouvement de la machine est indiquée par la flèche A. Le eh & sis 51 est supporté par un tracteur agricole en 14 par un attelage triponctuel classique (non représenté). Le châssis 51 comprend des éléments 24 et 25 fixés aux bottiers d'engrenages 57 et 65. Chaque rotor vertical 47 est monté à rotation autour d'un arbre vertical 49, les rotors 48 étant, de même, montés respectivement à rotation autour d'un arbre horizontal 50. Les rotors 47 et 48 portent des lames pour travailler le sol, par exemple, du type de celles représentées sur les figures 4 et 5, sur la figure 6 ou sur les figures 7 et 8, qui s'étendent à 1' extérieur des arbres 49 et 50 > ces lames décrivant, en tournant, un cylindre imaginaire, comme indiqué en traits mixtes sur les figures 1-3. Le rotor horizontal 47 opère à un niveau situé légèrement au-dessous de la surface 30du sol sur laquelle pousse une végé tation indiquée en 29. AiEsis les lames de ce rotor enlèvent et brisent la végétation 29 et la surface 30 du sol, mais le rotor 47 pourrait être réglé pour n'agir que sur la végétation 29. Le rotor 47 reJette la matière enlevée tangentiellement et dFun côté par rapport à la direction de translation A de la machine. Les paires de rotors 45 et 46 sont actionnées par un arbre de prise de force (non représenté) du tracteur et le mouvement est transmis au cultivateur par un arbre 52, à travers un joint universel 53, un engrenage de changement de vitesse 54 et un engrenage conique 56 logé dans un bottier 57. L'engrenage 56 comporte un arbre de sortie 58 enfermé dans un tube de transmission 59 et l'arbre 58 entratne un engrenage conique 60 logé dans un boiter 61. L'engrenage 60 comporte deux arbres de sortie9 un premier arbre 49 pour entraîner le rotor vertical 47 et un second arbre 62 pour entratner l'arbre 50 du rotor horizontal à travers un joint univer sel 73. L'arbre 50 s'étend au-delà du rotor horizontal 48 et en- trine aussi le rotor horizontal 48 de la seconde paire de rotors 46. Un autre arbre de sortie 63 de l'engrenage 56 entratne un engrenage conique 64 logé dans un bottier 65 et l'arbre de sortie de l'engrenage 64 est l'arbre de transmission 49 du second rotor vertical 47. L'arbre 63 est enfermé dans un tube de transmission 66 et un étai 67 est fixé au tube 66 et à un tube 68 entourant l'arbre de transmission 50, entre les deux rotors horizontaux. Un second étai 69 est monté entre un prolongement du tube 66 et le tube de transmission 68 afin d'augmenter la rigidité du chassies de la machine. Un bras 70 s'abaisse du châssis 51 et porte à son extrémité inférieure une roue 71. Un second bras 72 est fixé au bottier d'engrenages 65 et s'abaisse vers la surface du sol. Ce bras porte aussi une roue 71 s'appliquant sur le sol à son extrémité infé rieur, Les roues 71 servent à maintenir la machine à une hauteur prédéterminée au-dessus de la surface du sol. Les bras 70 et 72 pourraient comporter des moyens (non représentés) pour faire varier la hauteur de la machine au-dessus de la surface du sol. En se référant plus particulièrement à la figure 2, on voit que les rotors horizontaux 48 comportent des secteurs inf4 rieurs qui sont au-dessous du niveau des rotors verticaux 47 ecrie les lames actives (non représentées sur les figures 1 à 3) des rotors 48 opèrent pour enlever le sol sous le niveau auquel travaillent les rotors verticaux 47 et pour rejeter le sol d'un coté des rotors horizontaux 48, sur les déblais des rotors 47. Les rotors 48 forment à la surface du sol une dépression allongée semi-cylindrique ou un sillon 74. Le-rotor vertical 47 de la seconde paire de rotors 46 rejette les déblais dans le sillon formé par le rotor 48 de la première paire de rotors 45 > tandis que le rotor horizontal 48 de la seconde paire de rotors 46 rejette la terre sur les déblais du rotor vertical 47 de la seconde paire de rotors 46.-La machine effectue une série de passages parallèles adjacents sur la région à cultiver et à chaque passage le rotor 47 de la première paire dépose ses déblais dans les sillons formés par le rotor 48 de la seconde paire 46 lors du passage précédent de la machines On con çoit que la machine pourrait ne comporter qu'une seule paire de rotors ou bien, en variante, plus de deux paires et que, dans tous les cas, le fonctionnement des rotors serait le mimez Dans une machine comportant deux ou piusieurs paires de rotors, ceux-ci sont échue lonnés, c'est-à-dire, que la seconde paire de rotors et les paires suivantes sont placées derrière et sur le cotE des paires de rotors précédentes. L'arbre 50 des rotors horizontaux 48 est disposé transver salement à la direction du mouvement de la machine. Les rotors hori- zontaux 48 sont placés directement derrière les rotors verticaux 47 de chaque'paire 45 et 46. Les rot ors 47 et 48 tournent dans la direction-- indiquée par les flèches afin de rejeter les déblais du même enté. Le passage de la machine produit des sillons parallèles 74, couverts par une couche inférieure 75 de végétation hachée et par une couche supérieure 76 de terre. la couche de terre 76 peut être formée de mottes ou de terreau, selon la nature du sol, la nature des lames équipant le rotor horizontal et la vitesse de rotation de ce dernier. Selon une autre variante, les arbres des rotors 48 sont perpendiculaires à la direction A du mouvement de la machine, de sorte que la couche de terre est labourée par les rotors et est re jetée vers ltune des extrémités des rotors 48 par suite de la forme des lames. Une forme de rot or convenant comme rotor horizontal est représentée sur les figures 4 et 5, auxquelles il convient de se référer maintenant. Ce rotor comporte un disque 78 tournant sur un arbre 79, le disque 78 portant quatre lames remplaçables 80, orien- tées vers l'extérieur, qui ont la forme d'un soc de charrue,des- tintes à enlever le sol sous la forme de mottes relativement grandes et à rejeter celles-ci tangentiellement par rapport au rotor. En se référant maintenant à la figure 6, on voit une forme de rotor vertical. Ce rotor comporte un arbre 31 auquel est fixé un disque 32 et des lames remplaçables 33 fixées au disque 32. Chaque lame 33 comporte un tronc 34 sur lequel sont prévus des moyens 34a pour la fixer au disque 32. la lame 33 s'étend à l'extérieur du disque 32 pour se terminer par une partie de coupe 35, la partie 35 entant incurvée pour produire un tranchant antérieur et- s ' étend paral lèlement à l'axe de rotation du rotor.Cette lame a pour fonction de hacher la végétation 29 et d'enlever la couche supérieure de terre 30, la partie incurvée 35 de la lame assurant le rejet de la matière enlevée suivant une direction tangentielle. L'arbre 31 est verticale et les lames 33 tournent parallèlement à la surface du sol. Dans un autre agencementS les lames 33 sont retournées, de sorte que la partie 35 s'étend vers le bas. Les figures 7 et 8 montrent une autre forme de rotor vertical. Ce rotor comporte un arbre 36 légèrement incliné sur la verticale, de sorte que le rot or tourne dans un plan faisant un petit angle avec la surface 30 du sol qui, dans le cas considéré, est horizontale. la disposition est telle que le côté antérieur du rotor est plus bas que son coté extérieur. Un disque 37 est fixé à l'arbre 36 et porte des lames 38 qui sont fixées de façon amovible par des moyens de fixation 39 d'un type quelconque. Chaque lame 38 comporte un tronc 39 et un tranchant 40 et, dans cet agencement, lé tranchant 40 est incurvé pour s'étendre parallèlement à l'arbre 36 afin de produire un tranchant incurv6 le long d'un côté. En variante, le tranchant X,Q pourrait être disposé de manière à s'étendre vers le bas. Les rotors de la figure 6 et des figures 7 et 8 peuvent être utilisés comme rotors horizontaux dans l'agencement des figures 1 à 3. Les -rotors horizontaux et verticaux peuvent être montés sur le châssis de façon à pouvoir régler séparément ou simulta nément leur position vertical. De préférence, les rotors sont entraînés à partir de l'arbre de prise de force d'un tracteur. L'entratnement des-rotors horizontaux et verticaux peut tre pris séparément et des engre- nages de changement de vitesse peuvent etre incorporés dans chaque transmission afin de permettre de faire varier séparément la vi tesse des rotors horizontaux et verticaux. il est clair qu'un rotor vertical tournant à grande vitesse produit un labourage relativement fin, tandis que, quand il tourne à une vitesse relativement lente, il produit un labourage relativement grossier. Le ch & sis 51 pourrait également supporter des dents (non représentées) placées en arrière des rotors horizontaux et s'éten- dant en avant et vers le bas sous le niveau de ces rotors. Ces dents servent à stabiliser la machine contre les poussées latérales qui peuvent être développées par l'action des rotors et aussi, à produire une action de sous-solage contribuant au drainage des sillons. En se référant maintenant à la figure 9, on voit un second mode de réalisation d'un cultivateur mécanique, les mêmes références numériques ayant été utilisées pour désigner les éléments correspondant à ceux du premier exemple. La machine comporte deux paires de rotors 45 et 46. Chaque paire comprend un rotor 85 tournant autour d'un axe horizontal et qui précède un second rotor 48 tournant autour d'un second axe horizontal. Les rotors 85 et 48 sont montés sur un châssis SI de façon àse déplacer derrière un tracteur agricole (non représenté)0 La direction de marche' est indiquée par la flèche A. Les rotors 85 tournent autour d'un axe commun 86, les rotors 48 étant, de meme > gontEs à rotation autour d'un axe commun 50. Les rotors 85 et 48 sont garnis de lames qui peuvent être du type de celles représentées sur les figures 4, 5, sur la figure 6 ou sur les figures 7 et 8s lames qui s'étendent à l'extérieur des arbres 86 et 50 et qui décrivent un cylindre imaginaire comme l'indiquent les lignes en traits mixtes de la figure 90 Les rotors 85 opèrent légèrement au-dessous du niveau du sol, de sorte que les lames agissent sur la végétation et sur une couche superficielle du sol.Les rotors 85 rejettent les déblais tangentiellement et du fait que l'axe du rotor 85 est incliné suivant un angle aigu par rapport à la direction dé marche As les déblais sont projetés dtun cot de la machine, par rapport à cette direction A. Les rotors 85 peuvent avoir la forme couramment utilisée dans les cultivateurs labourant le sol qui comportent un certain nombre de disques espacés axialement auquels des lames en L sont fixes de façon amovible, l'une des branches étant fixe aux disques, tandis que l'autre s'étend axialement au rotor. Les rotors 48 opèrent de la même manière que dans le mode de réalisation des figures 1 et 3 et servent à produire des sillons parallèles et à rejeter les déblais tangentiellement et d'un côte de la machine, Les rotors 85 et 48 sont entraînés à partir de l'arbre de prise de force (non représenté) d'un tracteur et la force motrice est transmise à la machine par un arbre- 5? ; un joint universel 53 et à un engrenage de changement de vitesse 54 et à un engrenage conique 56 logé dans un bottier 57Q L'engrenage 56 entratne directement l'arbre 86 qui porte une roue de chaîne 87 entre les rotors 85 e t;; Sur la roue 87 passe une chaîne de transmission 88 enfermée dans un carter 89 la channe 88 passant aussi sur une roue dentée menée 90 portée par l'arbre 50. la partie de l'arbre 86 située entre les rotors 85 est enfermée dans un tube 91 comportant des paliers appropriés pour l'arbre 86, l'arbre 50 étant enfermés de la même façon)dans des tubes 92 et 68. Les tubes 91 et 92 sont reliés par un étai 93, les tubes 91 et 68 étant reliés par un second étai 67. Un troisième étai 69 est monté entre un prolongement du tube 91 et le tube 68 afin d'augmenter la rigidité du châssis de la machine0 Le chaAssis 51 comporte une traverse 25 à laquelle l'enve- loppe 57 est fixée et qui porte des supports 14 au moyen desquels le châssis est supporté sur l'attelage triponctuel d'un tracteur agricole. Le châssis comporte également un longeron 24 ayant un prolongement transversal 94 qui est fixé au tube 91.Des bras 95 sont fixés aux extrémités de la traverse 25 et portent à leurs extrémités infdrieures des roues 96 pour supporter le châssis à une hauteur prédéterminée au-dessus de la surface du-sol. Les bras 95 peuvent comporter des moyens pour régler la hauteur du châssis au-dessus du sole On conçoit que les lames de chaque rotor 85 et 48 tournent dans des plans- verticaux s'étendant transversalement à la direction de marche A et que les lames rejettent les déblais du même côté de la machine.Cette action tend à développer une poussée latérale sur la machine etJpour stabiliser celle-ci, une dent 97 est portée par un bras 98 fixé au tube 68 et s'étend en avant de la machine, derrière le rotor 48 de la paires de rotors 45-. la dent 97 s?étend -sous le niveau du rotor 48 et sert à briser le sol à la base du sillon formé par le rotor 48 et à contribuer au drainage. Le cas échéant, une seconde dent pourrait etre placée derrière le rotor 48 de la paire 46. Le mode de réalisation de la figure 9 est essentiellement identique à celui des figures 1 et 3, sauf que les rotors 47 ont été remplacés par les rotors 85s les deux modes de réalisation opérant pour conditionner le sol de la même façonS par -exemples comme le montre la figure 2. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Cultivateur mécanique qui comprend un chassies mobile, un premier et un second rotor, chaque rotor étant monté sur le ehassis et portant des lames travaillant le sol, caractérisé en ce que les lames du premier rotcr tournent dans un plan vertical transversal à la direction de marche de la machine, le second rotor étant monté sur le châssis de façon n précéder le premier rotor dans le sens de la arche de la machinez ce second rotor étant conçu pour enlever une couche superficielle de terre et pour la rejeter sur le côté de la machine, tandis que le premier rotor agit sur le sol de façon à former un sillon sous cette couche superficielle et parallèlement a la direction de marche de la machine, 9 - Cultivateur mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames du second rotor tournent dans un plan hor-izontal ou presque horizontal, son axe de rotation étant vertical ou presque vertical. 3 - Cultivateur mécanique selon la revendication 1, carac brisé en ce que les lames du second rotor tournent dans un plan vertical, son axe de rotation étant horizontal. 4 - Cultivateur mécanique selon la revendication 1 ou 3, caracterisé en ce que l'axe de rotation du second rotor s'étend transversalement à la direction de marche de la machine. 5 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les axes de rotation des premiers et des seconds rotors sont parallèles. 6 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de rotation du premier rotor fait un angle aigu avec la direction de marche de la machine. 7 - Cultivateur mécanique selon la revendication 6, carae tersé en ce que ledit angle est compris entre 25 et 458, 8 - Cultivateur mécanique selon une 'quelconque des revendications précédentes, caracterise en ce que les premiers et les seconds rotors sont entraSnés par une source motrice commune. 9 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que le premier rotor décharge la terre sur le coté de la machine et sur la terre déchar- gée par le second rotor0 10 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source motrice des rotors renferme des moyens de changement de vitesse0 11 - Cultivateur mécanique selon 1V une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que le châssis porte une seconde paire de premiers et de seconds rotors placés à -l'ar- rière et sur le coté des premiers, par rapport à la direction de marche de la machine, 12 - Cultivateur mécanique selon la revendication 11, carac- térisé en cé que les axes de rotation des premiers rotors sont alignés. 13 - Cultivateur mécanique selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les axes de rotation des seconds rotors sont alignés. 14 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis porte des éléments au contact du sol pour déterminer la position de fonctionnement des rotors par rapport au solo 15 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentesocaractérisé en ce que le châssis supporte des dents s'étendant en avant et sous le niveau des rotors0 16 - Cultivateur mécanique selon îVune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames des rotors ont une forme générale en L avec une extrémité s'étendant parallèlement à l'axe du rotor0 17 - Cultivateur mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames du rotor sont fixées de façon amovible à un disque formé sur le rotor0