Brevet FR2342012A1 — publié le 19770923

ENGIN DE TRAVAIL DES SOLS A OUTILS ROTATIFS PREAMBULE Les charrues et engins de travail des sols en vue de l'ensemencement actuellement connus sont généralement équipés de socs ou d'outils soumis à d'importants efforts de frottement dans le sol. Pour vaincre ces frottements et travailler à une vitesse acceptable, on utilise des tracteurs d'autant plus puissants que les charrues ou autres engins ont une largeur de travail importante. L'utilisation normale de ces engins nécessite qu'un certain nombre de conditions soient réunies. Lorsque le sol est détrempe ou seulement humide, il est difficile aux tracteurs de fournir d'importants efforts car ils patinent et s'embourbent.Les engins existants ne peuvent pas non plus travailler sur des terrains en forte déclivité, sur des sols très rocailleux ou encombrés de grosses racines De ces conditions d'utilisation, il résulte que d'importantes zones réparties sur toute la surface de la planete, sont considérées comme non cultivables. Il existe néanmoins une solution qui permet le travail des sols quel que soit leur état, détrempé, rocailleux, en forte déclivité, ou encore en forêt. Elle consiste à utiliser des outils de labour du type disques ou non concaves par exemple, fixés en rotation libre/sur des arbres assujettis sur des roues à supports souples dont la rotation communique auxdits outils une grande énergie cinetique permettant de conferer à la charrue ainsi définie, une très grande adhérence et la possibilité d'échapper aux frottements dans le sol. ART ANTERIEUR Il n'existe pas à ce jour de charrues equipées d'outils rotatifs assujettis de façon souple sur de grandes roues . pour supporter les efforts et chocs dus à la nature des terrains à labourer et travaillant par énergie cinétique sans frottement de sol. OBJET DE L'INVENTION L'invention concerne un engin présentant les objets et avantages suivants - réduction importante de l'énergie nécessaire a la traction permettant de labourer à une vitesse tres importante et de procéder en une seule passe à toutes les operations de préparation du sol et d'ensemencement, quel que soit l'état du sol, très dur, très détrempé, rocailleux, encombré de grosses racines ou en déclivité, - accroissement important de la vitesse de labour, quel que soit l'état du sol, - absence de patinage non voulu, absorption des chocs très violents et franchissement aisé d'obstacles tels que rochers ou tres grosses pierres sans risque de déformation ou de rupture d'organes, - possibilité de débrayer les roues motrices du tracteur pendant le travail, l'engin poussant le tracteur qui sert uniquement alors à assurer la direction, - l'engin peut lui-même être auto-moteur, - suppression de la semelle de labour, la terre est découpée en tranches par effet de fraise et retournée par dévers lateral, le fond de labour se presentant en vagues, - réduction importante des frottements des outils dans le sol, - absence de rebondissement comme avec les engins actuels en raison de son poids, - possibilité de régler aisément la profondeur de labour et sa forme, depuis les grosses mottes à l'émiettage fin, en modifiant la vitesse relative des éléments actifs par rapport à la vitesse d'avancement du tracteur - possibilité d'utiliser des outils complémentaires, disques de divers diamètres et formes, dents, socs de schisel etc... Ces differents objets sont atteints selon l'invention au moyen d'un engin à outils rotatifs comportant un châssis métallique prévu pour être porte et misen charge hydrauliquement et/ou par des masses additionnelles, par un tracteur et par des moyens annexes, au moins une grande roue entraînez en rotation à vitesse réglable ou non par des moyens annexes et tournant sur un moyeu solidaire du châssis, équipée pour recevoir une pluralité de porte-outils inclinables ou non, une roue porteuse et vireuse faisant office de jauge de profondeur commandée par un vérin hydraulique. blocable ou non,placée entre la roue porte-outils et le tracteur, des moyens annexes de labour, dents rigides ou non et sous-soleuses, un carter de protection contre les projections arrières. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris a la lecture de la description qui suit,faite en regard des dessins annexés dans lesquels - la fig.1 montre un exemple de structure d'un élément modulaire de roue équipée de huit bras, - la fig.2 montre un exemple de support d'outils de travail du sol monté sur un bras de la roue, - la fig.3 montre schématiquement la disposition relative des outils de travail du sol en position travail et la forme du labour en coupe transversale, - la fig.4 montre la forme du labour en vue de dessus, - les fig.5 et 6 montrent schématiquement un exemple d'engin selon l'invention vu de dessus et vu de côté, - la fig.7 montre le mode d'action relatif de l'engin par rapport à la vitesse d'avancement du tracteur, - la fig.8 montre l'attelage d'appareils annexes, rouleau écraseur et semoir à l'arrière de l'engin, - la fig.9 montre un exemple d'engin équipé d'un réservoir de distribution de semence sur un semoir accroché à l'arrière de l'engin, - la fig.10 montre un exemple d'engin équipé de roues porte-outils disposées selon un angle aigu par rapport au sens d'avancement coopérant avec des outils annexes de labourage profond ou non ou de sous-solage, - la fig.11 montre un exemple de roue à bande sans fin élastiquement déformable équipée de disques de travail du sol. Telle qu'elle est représentée sur la fig.1, la structure de la roue porteoutil s comporte un gros tube central 1 sur lequel sont soudés,de façon équidistante et perpendiculaire à l'axe central, huit tubes terminés par une embase 3 destinée à recevoir les porte-outils. Ces roues sont modulaires, elles comportent chacune au moins une rangée circulaire de porte-outils, elles sont assembles par boulonnage soit directement, soit par l'intermédiaire d'une entretoise en appui sur leur collerette 5 emboutie ou rapportée soudée de chaque côté du tube 1. Les roues sont assemblées entre elles et orientées l'une par rapport a ses voisines de façon que les tubes porte-outils soient decalés entre eux d'un demi-pas soit ici de 22"30 tel que figuré en pointillés en 6. La figure 2 montre un exemple de porte-outils equipe de disques de labour 7 et 8 fixes par boulonnage sur les collerettes 9 et 10 d'un tube 11 engagé a l'intérieur d'un tube 12 nettement plus grand en diamètre, a l'intérieur duquel il est rendu solidaire élastiquement par adhérisation d'un bloc 13 en matiere elastiquement deformable, néoprène par exemple, d'une dureté appropriée pour amortir les chocs importants sur les pierres par exemple ou les racines. Le tube 12 est soudé sur une collerette 13a, ellemême fixee sur la collerette 3 du bras 2 de la roue porte-outils selon un angle d'outils convenable. La soudure du tube 12 sur la collerette 13a est rigidifiée par des nervures soudées 14,15. Le tube 11 peut etre également fixe rigidement sur la collerette. Les disques 7 et 8 peuvent être concaves, dentelés et montés rigidement ou à rotation libre sur le support 11; ils peuvent être remplacés par d'autres types d'outils en fonction de la nature et du type de sol à travailler. Les fig.3 et 4 montrent la disposition relative de trois paires de disques 7,8 et la forme du travail obtenue. Ces disques s'enfoncent dans le sol environ du tiers de leur diamètre ce qui définit la profondeur maximum 16 du travail du sol et le rayon 17 du fond de labour en vague. L'angle optimal 18 d'inclinaison des outils sur les porte-outils est de l'ordre de 20 . Le décalage 19 entre les axes des porte-outils 20,21,22 est de 22030 de façon a faciliter l'imbrication des disques pour permettre un meilleur travail du sol. Sur la figure 4 on voit les coupes successives 23,24,25 des mêmes disques paires et les coupes successives décalées 26,27, des rangées impaires de disques, les coupes des disques 24,26 et 25,27 sont opposes et forment à la surface du sol (fig.3) soit des bosses 28, soit des creux 29. Les figures 5 et 6 montrent schématiquement en vue de dessus un engin selon l'invention. Il comporte le châssis 29, les roues porte-outils 30, leur moyeu 31, le moteur hydraulique 32 d'entrainement de l'ensemble des roues, les disques 7,8 , une partie arrière 33 pour l'attelage des appareils annexes et pour la fixation des outils complémentaires de labour 33a, dents deXschisel ou de sous-solage éventuel. Sur l'avant, le châssis est equipe des crochets d'attelage 34,35, et des crochets de mise en charge 36,37 des verins hydrauliques 38,39 du tracteur 40. Une roue jauge 41 est fixée sur un support mobile en rotation 42, elle permet de régler la profondeur de labour et de supporter une partie du poids de la roue porte-outils soulevée pendant les manoeuvres. Le réglage de profondeur ou le relevage sont obtenus au moyen d'un cylindre hydraulique de type connu, blocable à la position choisie, incorporé à l'intérieur du pivot 42. La roue 41 est placee à l'avant de la roue porte-outils pour éviter d'écraser localement le sol labour. Sur la fig.7 on a représenté le mode d'action relatif de la roue porte-outil par rapport à la vitesse d'avancement du tracteur. On a figure en 43 le diamètre extérieur de la roue porte-outils pris sur l'extérieur des disques, la distance 44 represente la longueur de la circonférence de la roue 43. Lorsque le tracteur se déplace d'une longueur 44, la roue 43 a parcouru plus d'un tour pour obtenir un fraisage du sol; la vitesse relative est d'autant plus grande que le sol est dur. Le diamètre périphérique 43 doit être relativement important, de l'ordre d'au moins 1,30m; plus on accroSt ce diamètre, plus on améliore l'angle d'attaque du sol par les outils de labour en cooperation avec la vitesse relative de rotation par rapport à celle d'avancement. Sur la figure 8 on a montre un tracteur 45 tirant l'engin 46 sur lequel sont attelés un rouleau ecraseur de mottes 47 et un semoir 48 permettant d'effectuer en une seule opération, la préparation du sol et son ensemencement La fig.9 montre schématiquement un exemple d'engin équipe d'un reservoir de distribution de semence fixé sur son châssis. Les n" de repérage des organes déjà représentés sur les fig. précédentes ont éte utilisés. Sur le châssis 29 de l'engin sont fixes la roue vireuse 41, le rouleau brise-mottes 47 ; le semoir 48 est attelé au châssis 29 avec des moyens de relevage hydraulique de type connu (non représentés).Un réservoir 49 de 5 à 10 tonnes par exemple est fixé sur le châssis 29; il comporte un fond 50 en pente vers l'arrière pour alimenter un moyen 51 de distribution de la semence dans le semoir 48. Ce réservoir peut etre fractionné en deux parties pour recevoir également de l'engrais qui peut être éventuellement distribué sur l'avant pour être enfoui pendant le labour. Le rouleau brise-mottes 47 est equipe de moyens hydrauliques de type connu (non représentés), coopérant avec ceux du tracte et de la roue vireuse 41 pour soulever à la fois la roue porte-outils 43 et le semoir 48 pendant les manoeuvres et le transport. La fig.10 montre un exemple d'engin dont les roues porte-outils 52 et 53 sont montées inclinées, préférablement symetriquement par rapport au sens d'avancement, sur le châssis 54 relevable hydrauliquement. Les axes de rotation des roues 55,56 sont inclinés de 50 à 700 par rapport à la flèche F. Les outils de travail du sol, disques par exemple, sont orientes suivant un angle de 20 a 40 par rapport aux axes 55,56 pour se trouver a la même inclinaison que celle re présentée fig.3 .Dans le cas où l'inclinaison des roues est symétrique, l'entrainement de ces roues peut être mécanique, à partir d'un pont (non repré senté) entrains par la prise de force du tracteur, ou encore hydrauliquement. Les roues peuvent être constituées de façon différente, par exemple a partir d'une bande sans fin élastiquement déformable 57 qui peut être un pneumatique tel que sur la fig.11, sur lequel on peut éventuellement rapporter des gorges en creux 58 inclinées suivant un angle de 20 à 40 par rapport à l'axe de la roue support. Dans chaque gorge passe un moyeu 59 dans lequel est monté un arbre 60 à rotation libre sur lequel sont fixes les disques 61 à chacune de ses extrémités. L'arbre 60 peut être monté directement dans la gorge et dans ce cas les disques 61 sont montes fous sur l'arbre. La longueur de ces arbres 60 est nettement supérieure à la largeur du pneumatique pour écarter les disques et éviter de gener le déversement de la terre en cours de travail. Les arbres peuvent également être montés directement sur la périphérie du pneumatique et maintenus inclinés par des tirants réglables (non représentés) disposés de façon a compenser le couple tendant à supprimer l'inclinaison des disques pendant le travail. Les arbres 60 ou les moyeux 59 sont fixes sur la roue au moyen de câbles 62 coopérant avec des anneaux et sont solidarises sur un support rigide 63, solidaire de la- roue 52. Cette disposition permet de répartir les efforts sur toute la périphérie de la bande sans fin ou du pneumatique qui peut éventuellement être gonflé a l'eau pour accroître le poids. Entre les roues 52 et 53 (fig.lO) on ajoute, fixées sur la partie arriere 64 du châssis, des dents de sous-solage et/ou de labourage entre les zônes actives 65 et 66 des roues 52,53. Cet engin permet un travail mixte d'émiettage et de sous-solage. L'engin selon l'invention est utilisable dans les cas de cultures extensives, defrichage, mise en valeur de terres vierges, labourage à flanc de montagnes ou de coteaux à fortes pentes, en forêt et tout particulièrement dans les terrains détrempes, après le dégel ou apres de fortes pluies ainsi que dans les rizières. REVENDICATIONS 1 - Engin de travail des sols à outils rotatifs, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis métallique prévu pour être porté et mis en charge par des masses additionnelles et/ou hydrauliquement, par un tracteur et par des moyens annexes, au moins une grande roue porte-outils entraînée en rotation à vitesse reglable ou non par des moyens annexes et tournant sur un moyeu solidaire du châssis, équipée pour recevoir une pluralité de porte-outils inclinables ou non, une roue porteuse et vireuse faisant office de jauge de profondeur commandée par un vérin hydraulique,blocable ou non,placéeentre la roue porteoutils et le tracteur, des moyens annexes de labour, dent rigide ou non et sous-soleuses, un carter de protection contre les projections arrières. 2 - Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis métallique est constitué par un cadre rigide en tôle soudée ouen fonderie supportant le moyeu de la ou des roues porte-outils, ses organes de commande, les moyens hydrauliques de mise en charge et les élements d'attelage sur l'engin de traction. 3 - Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis est prévu pour recevoir deux roues équipées d'outils de travail du sol disposes sur la périphérie d'un élément sans fin élastiquement déformable porté par les roues, lesquelles sont montées symétri quement/8Ctr"Ppport à l'axe général d'avancement de telle sorte qu'elle définissent entre elles un angle aigu tourné vers l'avant ou 1 'arrière. 4 - Engin selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que l'élément sans fin élastiquement déformable est un pneumatique spécialement prévu pour recevoir sur sa périphérie les arbres porte-outils de labour positionnes à l'aide de câbles solidaires de ladite bande presentant ou non des gorges et reliefs inclines suivant un angle compris entre 20 et 400 par rapport à l'axe de rotation dudit pneumatique. 5 - Engin selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la roue porte-outils est constituée par un moyeu tubulaire sur la périphérie duquel sont rapportés soudés une pluralité de tubes ou bras supports équidistants destinés à recevoir les porte-outils orientables, lesdits moyeux sont montés accolés en nombre correspondant a la largeur de labour désirée. 6 - Engin selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les porte-outils orientables sont constitues par un support coopérant avec les bras rapportés (2) sur lesquels ils sont boulonnés de façon orientable ou non, ledit support est equipé pour recevoir,de façon élastique ou non, un arbre porte-outils de travail du sol. 7 - Engin selon les revendications 1,5 et 6, caractérisé en ce que les outils de travail du sol sont des disques fixes dentelés ou non, tournant ou non sur leur axe. 8 - Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue porte-outils est entralnée en rotation a vitesse variable au moins supérieure à celle d'avancement du tracteur en fonction de la nature et de l'état du sol à travailler, au moyen d'un moteur hydraulique à vitesse variable entraîné à partir d'une pompe hydraulique incorporée ou non au tracteur et entraSnée à partir de sa prise de force. 9 - Engin selon l'une quelconque des revendçcations précédentes, caractérisé en ce que l'engin est équipe d'un rouleau écraseur de mottes disposé derrière la roue porte-outils, ledit rouleau est muni de vérins hydrauliques coopérant avec ceux de mise en charge et de la roue jauge pour soulever et supporter la roue porte-outils pendant les manoeuvres et pendant le déplacement sur routes. 10 - Engin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis de l'engin est équipé pour recevoir un réservoir de semencesfou d'engrais avec un moyen de distribution de l'engrais dans le sol en cours de labour et/ou de distribution des semences vers un semoir attelé à l'arrière du châssis de l'engin.