Brevet FR2209870A1 — publié le 19740705

La présente invention se rapporte à un engin agricole, capable de- sûrvir à la fois pour le terrassement et le- nivellement, et susceptible d'être attach à un tracteur agricole par un attelage triple. Dans l'art antérieur, on annelle engn de mise en forme de sol un disoositif qui comprend essentiellement une lourde lame allongée, de section transversale courbe, qu'on tire sur un sol irrégulier et qui est disposée suivant un angle de zéro à quatrevingt-dix degrs par rapport à la direction du mouvement. Cette disposition permet à l'engin de rejeter sur le coté les parties du sol qui dépassent au-cessus-d'un certain niveau prédéterminé. Un autre engin, appelé niveleuse, consiste essentiellement en une lame semblable à celle du dispositif précédent mais qui est tirée sur le sol en position perpendiculaire 'a la direction du mouvement.Deux boucliers latéraux rigides, en matiere treks résistante, sont prévus de part et d'autre de la lame, de façon à empêcher la terre qui est déglacée vers l'avant, pendant le fonctionnement, d'être rejetée sur le côté. Ainsi, cette terre est utilisée pour combler les trous de la surface de déplacement de Itengin, l'ensemble du travail fournissant une bande de sol nettement délimitée et sensiblement plus plane qu'avant le passage de l'engin. On connait différents types des deux sortes d'engins. Le type tracté à quatre roues présente l'avantage d'être simple et relativement peu motteux, mais il est long, lourd et encombrant, par ticuliàrement lorsqu'il est attelé au tracteur. L'engin automoteur de mise en forme et nivellement comporte une lame réglable, qui peut être disposée des deux façons correspondant resoectivement au terrassement et au nivellement, la lame étant munie des boucliers latéraux nécessaires pour un travail de terrassement convenable. Cet engin est d'un -emploi pratique, toutes les opérations étant facilement surveillées et manipulées depuis le siège du conducteur, mais il représente un investissement important. L'engin de terrassement à accrochage en trois points permet d'éviter les inconvénients des machines décrites ci-dessus. IL est plus court, la lame étant portée sur un cadre sans roue et fixée au tracteur par un attelage triple. Ce type est relativement peu coûteux et son fonctionnement peut être commandé manuellement de façon continue, mais il est oeu pratique d'emploi et le résultat obtenu est de qualité médiocre, du fait de l'absence d'un support derrière la lame. La niveleuse à lame fixe, à accrochage en trois points, cherche à éviter certains des inconvénients des machines précédentes, puisqu'elle comporte un support derrière la lame. C'est également un engin peu coûteux, mais à usage unique. Toutes les machines précitées, ou les dispositifs qui leur sont attachés, sont munis d'une lame fixée, suivant des angles différents, à la structure support, par une liaison rigide. La lame et/ou la structure sont par conséquent susceptibles d'être endommagées si la lame vient à rencontrer un obstacle insurmontable, particulièrement si cet obstacle est désaxé et exerce de ce fait un moment de flexion sur la structure. La présente invention a pour objet un engin universel de terrassement et nivellement. Elle fournit un véhicule tracté qui, en combinaison avec le tracteur, constitue un engin dont la longueur totale est sensiblement la même que celle des engins automoteurs. L'invention vise également un mécanisme permettant de régler la lame à n'importe quel angle voulu, par rapport à la direction d'avance de l'engin, et d'escamoter la lame lorsqu'elle rencontre un obstacle insurmontable. Le dispositif suivant l'invention présente l'avantage d'être économique et efficace et de laisser le tracteur disponible pour d'autres usages lorsqu'on ne procède pas à des travaux de -nivellement. L'invention vise un engin combiné de mise en forme et de nivellement de sol, qui est attaché à un tracteur agricole par un attelage en trois poin-ts et dont la lame peut être facilement réglée à un angle quelconque, approprié au travail particulier à effectuer. D'autre part, un dispositif de sécurité incorporé evite la détérioration de l'engin en cas de surcharge excentrée ou d'obstacle important. L'engin combiné suivant l'invention comprend : un cadre ou châssis comportant des moyens, de préférence une attache triple, pour son remorquage par un tracteur agricole, et à son extrémité arrière des moyens pour le supporter sur le sol ; un cadre support, fixé au châssis par des moyens-réglables, conçus de façon à permettre sa fixation à des distances et à des angles différents par rapport à ce châssis ; un anneau ou plateau tournant, normalement horizontal, fixé-de façon tournante au châssis support et comportant une pluralité d'encoches identiques, de forme appropriée, dans son bord extérieur ; une lame de découpage et nivellement, rigidement fixée audit anneau ; un mécanisme d'orientation et libération rapi de, comprenant une dent avec des surfaces convergentes de forme et dimension correspondant à celles des dites encoches, ce mécanisme étant relié, de façon articulée ou coulissante, par des moyens de jonction, au châssis support de façon à ce qutil puisse librement entrer dans les encoches ou en sortir ; et des moyens mécaniques, hydrauliques, magnétiques ou autres, qui agissent sur la dent, directement ou indirectement, avec une force telle que la dent maintienne la lame en position dans les conditions normales de travail mais puisse autre châssée de l'encoche particulière dans laquelle elle est engagée, nar la force latérale résultant d'une surcharge sur la lame dans le cas d'un obstacle excentré, ladite force latérale étant transmise par l'encoche à la surface de contact inclinée de la dent. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, la lame est montée sur un anneau tournant dont une partie de la périphérie porte des encoches, Une tige horizontale, dont l'extré- mité en forme de dent peut s'engager dans les encoches, est pous sée vers ces dernières par un ressort hélicoïdal dont la force peut être réglée. Une poignée permet de dégager manuellement la dent lorsqu'on veut faire tourner l'anneau et la lame solidaire, à l'angle désiré. Dans une autre forme de réalisation, les encoches sont prévues dans la surface supérieure ou inférieure du bord de l'anneau tournant, une tige coulissante sensiblement verticale s'engageant dans ces encoches. Dans une autre variante, la dent est rigidement reliée par une tige à un piston mobile dans un cylindre. Un fluide sous pression pousse le piston et la dent solidaire, dans une des encoches. Des moyens sont prévus pour supprimer la pression de fluide lorsqurune charge latérale prédéterminée est exercée sur la dent par le côté incliné de l'encoche, ce qui se traduit par une force axiale proportionnelle sur le piston. Dans un mécanisme analogue, la dent est reliée à un coté d'une membrane qui ferme l'extrémité ouverte d'une capacité sous pression t'armée par ailleurs des moyens permettant de remplir la dite capacité en fluide sous pression et d'éliminer cette pression lorsqu'une charge latérale prédéterminée s'exerce sur la dent. Suivant une autre forme de réalisation, la dent ou son prolongement est reliée à un aimant permanent, dont l'armature correspondante est fixée au châssis support. Dans les conditions normales de travail, la dent est en contact avec une encoche mais lorsque l'aimant est séparé de l'armature par suite de la rencontre d'un obstacle dans le chemin de l'engin, la dent est dégagée. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation; non limitatives, représen tées sur les dessins annexés,dans lesquels les éléments semblables sont désignés par les mimes reperes. Fig. 1 es-t une coupe verticale d'un engin tracté de préparation de sol et nivellement, conforme à la présente invention, dans lequel le -dispositif d'orientation de lame est actionné par ressort. Fig. 2 est une vue en plan de l'engin de la figure 1. Fig.- 3 est une coupe d'un mécanisme hydraulique d'orientation et de libération de lame. Fig. 4 est un mécanisme semblable à celui de la figure 3, mais actionné par une pression pneumatique. Fig. 5 représente un mécanisme d'orientation, utilisant un aimant permanent et son armature. Fig. 6 représente le châssis support et un plateau tournant auquel est fixée une lame, ainsi qu'un mécanisme modifié d' orientation de lame. -Fig. 7 est une vue en plan des éléments de la figure 6. On voit, sur les figures 1 et 2, que l'engin de terrassement est attaché à un tracteur agricole 1, par un attelage triple 2 qui permet de soulever l'engin du sol. L'engin proprement dit comprend un châssis 3, construit en tubes ou-profilés métalliques, dont la partie avant est adaptée à l'attelage triple -et dont la partie arrière comporte deux bras parallèles 4 qui se projettent vers l'arriare et qui portent à leur extrémité les pivots de deux roues 5. L'avant d'un cadre 6, qui, sert de support pour la lame de coupe du sol, est attaché de façon articulée au châssis, par 1' intermédiaire d'une rotule 7. L'extrémité arriere du cadre 6 est attachée à deux suspensions articulées 8, sensiblement verticales, quZ permettent de relever et d'abaisser ladite extrémité arrikre, au moyen d'un volant 9. Un réglage de ces deux suspensions à des longueurs différentes permet d'obtenir un basculement latéral du cadre et d'une lame 10 qui y est fixée, lorsqu'on veut travailler le sol suivant une pente. La rigidité latérale de l'extrémité ar riere est obtenue au moyen d'une ou deux entretoises en diagonale. Le point supérieur de l'attelage triple, à l'extrémité avant de I'en;7in, est fixé au tracteur par l'intermédiaire d'uné barre 2, dont la longueur peut etre rgle à volonté par rotation d'un volant 2a. Le réglage simultané des suspensions 8 et du volant 2a permet de modifier la hauteur de la lame 10 au-dessus du sol et son angle d'attaque-. La lame a une section transversale courbe et son bord de travail est spécialement traité, de façon connue, pour obtenir une dureté suffisante. La lame est fixée rigidement à un anneau extérieur tournant 11, par des barres 12. L'anneau 11 tourne autour d'un anneau intérieur fixe 13, sur une pluralité de billes d' acier 14, les anneaux intérieur et extérieur constituant avec les dites billes un roulement de grande dimension L'anneau intérieur 13 est fixé rigidement au cadre support par un dispositif non représenté. L'anneau extérieur peut tourner librement, à moins qutil ne soit bloqué par un mécanisme d'orientation décrit ci-après. L'anneau extérieur 11 présente, à sa périphérie extérieure, une pluralité d'encoches ou indentations 15, de forme trapé zordale, qui sont réparties à sa périphérie de façon à ce qu'elles correspondent à un nombre prédéterminé de positions angulaires, suivant lesquelles la lame peut êtr.placée par rapport à la direction de déplacement de l'engin. Les encoches 15 peuvent recevoir une dent 16", de section trapézoïdale, formant l'extrémité d'une tige horizontale 16. Cette derniare traverse, de façon coulissante, un guidage cylindrique horizontal 17 qui est lui-même fixé rigidement au cadre support 6.A l'intérieur du tube 17, un ressort hélicoîdal 18 est disposé autour de la partie carrière de diamètre réduitde la tige 16, de fanon à pousseur la dent 16" dans la direction des encoches 15. La partie carrière 16" de la tige qui sort du tube 17 comporte un oeil permettant de la relier de façon articulée à un levier manuel, non représenté, qui peut être utilisé pour retirer la dent 16" de l'encoche particulière de l'anneau extérieur 11 dans laquelle elle est engagée. Lorsque la dent est ainsi déga gee, on peut régler, la lame 10 à l'angle voulu, déterminé par le choix d'une encoche particulière. Les figures 3, 4 et 5 représentent différentes formes de réalisation du mécanisme d'orientation. D,ns le cas de la figure 3, on utilise un fluide hydraulique, pour maintenir la dent 16" en position. Une tige 16 traverse axialement un cylindre hydraulique 17, l'extrémité arrière 16" de la tige 16 traversant le fond 20 de ce cylindre et l'extrémité dentée 16" de la tige 16 dépassant à l'autre extrémité du cylindre. Dans le cas représenté et à titre d'exemple, la dent 16" est de forme hémisphérique. La tige 16 est fixée à -un piston -19, qui s' ajuste exactement dans le cylindre. Un ressort auxiliaire 18 de faible puissance est disposé entre le couvercle 20 du cylindre et le piston 19, de façon à pousser ce dernier vers anneau extérieur 11. L'extrémité 16' de la tige 16 du piston qui sort à l'extérieur du couvercle 20 est reliée, de façon articulée, à un levier 21, ce qui permet le retrait de la dent hors d'une encoche de l'anneau extérieur 11, lorsquton désire modifier l'angle de la lame. Une garniture d'étanchéité 22 est prévue dans le couvercle 20 du cylindre pour empêcher la fuite de fluide hydraulique le long de la tige de piston, à travers l'alésage du couvercle. La partie du cylindre, comprise entre le couvercle 20 et le piston 19, est remplie par un fluide hydraulique maintenu sous pression et admis à partir d'un réservoir fermé- 23 partiellement rempli. La communication entre le réservoir 23 et ladite partie du cylindre s'efrectue par l'intermédiaire de deux tuyauteries 24 et 40. La tuyauterie 40, qui relie le cylindre à la partie latérale du réservoir, est munie d'une soupape de décharge réglable 25. La tuyauterie 24 relie le fond inférieur duréservoir à un clapet anti-retour 26 qui empêche le retour du fluide du cylindre vers le réservoir.La liaison entre ce clapet et la branche verticale de la tuyauterie montante 40 est établie par un court tronçon de tube capillaire 27, ou un autre dispositif approprié de restriction de débit. -Il en résulte une limitation du débit, du réservoir vers le cylindre Le sommet du réservoir est équipé dtun manomètre 28, d' une entrée' d'air 29 et d'un clapet 30 permettant d'établir dans le réservoir une pression suffisante pour maintenir la dent 16" dans l'encoche du périm'etre extérieur de l'anneau extérieur 11 qui détermine la position angulaire voulue de la/lame, S'il arrive que la lame rencontre un obstacle-excentré important, susceptible d'endommager l'engin, le moment ainsi créé provoque à la périphérie de 1' anneau extérieur 11 une force tangentielle, qui se transmet sur la face inclinée de l'encoche et de la dent 16". La résultante de cette force agit sur le fluide dans le cylindre et augmente sa pres-- sion, jusqutà ce que la soupape de décharge 25 s'ouvre et qusune partie du fluide revienne ainsi dans réservoir 23. La dent se dégage alors de encoche et l'anneau extérieur 11 peut tourner librement, entraînant la lame avec lui. L'obstacle est ainsi facilement franchi. La dent reste un certain temps en position dégage, à cause de la lente remontée de la pression entre le piston 19 et le couvercle 20 du cylindre, la vitesse de rétablissement de cette pression étant détermine per le tube capillaire 27 de la conduite d'alimentation.D'autre part, la contrepression ayant disparu, la sounape de décharge 25 se referme et aucun fluide ne peut entrer dans le cylindre par cette voie, de sorte que la dent peut glisser sur plusieurs encoches, ce qui vermet à la lame et à l'an-, neau de tourner autant que nécessaire pour franchir- I'obstacle. Le mécanisme d'orientation et de libération représenté sur la figure 4 est semblable à celui de la figure 3. Il utilise toutefois de l'air comprimé et une membrane, au lieu de fluide hydraulique et d'un piston. L'extrémité ouverte d'une capacité 17 contenant l'air comprimé est fermée par une membrane souple 191, maintenue en place par un anneau fileté 31. La tige allongée d'une dent 16" est guidée dans un manchon 32 et peut être reculée au moyen d'un levier 21, tournant sur un pivot 33. L'air comprimé pénètre dans la capacité 17' à travers une entrée 29 et un clapet anti-retour 30, un manometre 28 indiquant la pression- dans le sys thème. Le fonctionnement de ce dispositif est semblable à celui d'un mécanisme analogue comportant une dent actionne par ressort. La dent retombe dans l'encoche adjacente, lorsque l'anneau tourne sous l'effet d'un obstacle, et elle est à nouveau cnassée de cette encoche si le moment assistant n'a pas disparu. Le mécanisme d'orientation représenté sur la figure 5 utillse la force d'un aimant permanent, pour maintenir la dent dans l'encoche. L'anneau extérieur 11 tourne autour d'un anneau intérIeur fixe 1-3, avec interposition de rouleaux coniques 14'. Les encoches 15 peuvent être tailloes par exemple dans la surface supérieure re de l'anneau 11. Ces encoches reçoivent la tête conique, en forme de dent9 d'une tige verticale 16 guidée dans un alésage de l'ar- mature 34 d'un aimant permanent 35 en fer à cheval. Cet aimant est rigidement fixé à la partie supérieure de la tige 16, au moyen d'un système 36 à oeil et écrou qui sert de liaison avec un levier manuel 21, tournant sur un pivot 33-.L'armature 34 et le pivot 33 sont fixés à l'anneau intérieur 13 par un support métallique 37 solidaire de cet anneau. Dans ce mécanisme, la dent est maintenue dans son enco che aussi longtemps que-l'aimant-et l'armature sont en contact 1' un atec l'autre. Lorsqu'unie force latérale, dGe à un obstacle excentré dans le chemin de l'engin, chasse la dent hors de son encoche, l'aimant est soulevé de l'armature, la force d'induction disparaît et la dent est libre de sortir complètement de 11 encoche sous l'action de la force latérale exercée sur le c8té de la dent par l'obstacle rencontré. L'anneau extérieur Il et sa lame peuvent ainsi tourner librement. La lame est remise en position par soulé- vement de l'aimant au moyen du levier manuel 21. L'engin de mise en forme et nivellement de sol, représenté sur les figures 6 et 7, diffère de celui des figures 1 et 2 par le mode de suspension de la lame. Au lieu d'un anneau extérieur tournant et d'un anneau intérieur fixe, il comporte un plateau 1t' qui tourne autour dtun arbre vertical 13' fixé à une traverse 38 du cadre support 6. La périphérie du plateau tournant comporte une pluralité d'encoches trapézoidales 15 dans lesquelles peut s'engager une dent 16 de forme correspondante, l'ensemble constituant un mécanisme d'orientation. La dent se trouve à l'ex- trémité inférieure d'un levier 39, sensiblement en forme de S, 1' autre extrémité du levier constituant une poignée.Le levier tourne autour d'-une tige horizontale 33 fixée au châssis support. Un ressort hélicoïdal 18' disposé au voisinage de la poignée, tire celle-ci vers le cadredéplace par conséquent la dent en direction des encoches. Le mécanisme de libération intervient de la meme façon que dans les dispositifs des figures 3, -4 et 5. Lorsqu'un obstacle excentré repousse la dent 16 hors de l'encoche, la dent retombe dans les encoches suivantes, ou glisse sur ces encoches jusqu'à ce que obstacle soit franchi. Pour régler l'orientation du plateau et de la lame, on soulève la poignée 21. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention ; celle-ci n'est pas limitée aux formes de*dalisa- tion représentées et décrites ci-dessus à titre d'exemple. On peut notamment remplacer les roues arrière 5, représentées sur les fi gurus 1 et 2,-par un ou plusieurs patins. On peut également remplacer ces rotes par des rouleaux, cette disposition permettant en outre de préparer un terrain d'ensemencement, l'équipement étant choisi en conséquence. Dans toutes ces formes de réalisation, on peut prévoir des déflecteurs latéraux susceptibles d'être fixes aux extrémités de la lame,oour transformer l'engin de sa fonction de mise en forme du sol à sa fonction de nivellement et vice versa REVENDICATIONS 1. Engin de mise en forme et nivellement du ?ol, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : un châssis muni de moyens, de préférence un attelage à trois bras, pour son remorquage par un tracteur agricole et, à son extrémité arrière, de moyens pour le supporter sur le sol ; un cadre support, fixé au châssis par -des moyens réglables, conçus de façon à permettre de placer le dit cadre à des distances et à des angles différents par rapport au châssis ; un anneau ou plateau tournant normalement horizon tal, fixé de façon rotative au cadre support et comportant une pluralité d'encoches ou indentations identiques, de forme ap propriée, dans son bord extérieur ; une lame de mise en forme et nivellement du sol, fixée rigidement au dit plateau tournant; un mécanisme d'orientation et libération rapide, comportant une dent dont les faces convergentes ont une forme et une dimension qui celui permettent de s'engager dans les encoches, ledit méca nisme étant fixé, de façon pivotante ou coulissante, par des moyens de liaison, au cadre support, ce qui permet à la dent de pénétrer librement dans les encoches, ou d'eneortir ; et des moyens mécaniques, hydrauliques, magnétiques ou autres, qui. agis- sent sur la dent, directement ou indirectement, avec une force telle que la dent maintienne la lame en position -dans les condi tions normales de travail, mais puisse être chassée de ltenco- che particulière dans laquelle elle est engagée, par la force latérale, exercée par une surcharge sur lame, dfle à un obsta cle excentré, la dite force latérale étant transmise de l'enco- che à la surface de contact inclinée de la dent. 2. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pla teau tournant comporte des encoches sur une partie de sa péri- périe, et en.ce qu'unie tige sensiblement horizontale, dont l' extrémité en forme de dent s'engage dans les dites encoches, est pressée dans ces dernières par un ressort hélicoïdal de force réglable, une poignée étant prévue pour dégager manuellement la dent4 afin de permettre la rotation du plateau et de sa lame solidaire, à la position angulaire désirée. 3. Engin suivant la revendication- 1, caractérisé en ce que le pla teau tournant comporte des encoches dans la face supérieure ou inférieure de son bord respectivement, une dent mobile vertica lement s'engageant dans ces encoches. 4. Engin suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'orientation comprend une dent, reliée rigidement par une tige à un piston mobile dans un cylindre contenant un fluide sous pression qui pousse le piston et sa dent solidaire dans une des encoches, des moyens étant prévus pour supprimer la pression de fluide lorsqu'une poussée latérale prédéterminée est exerce sur la dent par le c8té incliné de l?encoche, cette Poussée étant ainsi transformée en une force axiale proportion nelle sur le piston. 5. Engin suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'orientation comprend une dent- attachée à une face d'une membrane fixée à l'extrémité ouverte d'une capacité sous pression , fermée partout ailleurs, des moyens étant prévus pour remplir cette capacité avec un fluide sous pression et pour supprimer la pression lorsqu'une poussée latérale prédéterminée est exercée sur la dent. 6. Engin suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la dent ou son prolongement est connectée à un aimant per manent, dont l'armature correspondante est fixée au cadre sup port. 7. Engin suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens qui supportent le châssis sur le sol consistent en une ou plusieurs roues, fixées à sa partie arrière. 8. Engin suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les roues sont du type auto-orientable. 9. Engin suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens qui supportent le châssis sur le sol comprennent un ou plusieurs patins fixés à la partie-arrière du châssis. 10. Engin suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens qui supportent le châssis sur le sol comprennent un ou plusieurs rouleaux fixes à la partie arrière du châssis.