Brevet FR2329178A1 — publié le 19770527

La présente invention se rapporte à un organe de sécurité pour machine agricole, cet organe protégeant la machine qui en est équipée contre les variations brusques et/ou importantes du couple résistant auxquelles elle pourrait etre soumise. On sait que certaines machines agricoles, notamment celles utilisées pour travailler le sol, sont soumises à de brusques et/ou importantes variations de couple résistant. Ces variations peuvent causer de graves dommages aux organes de transmission de ces machines. On a donc prévu de les équiper de dispositifs de sécurité qui sont principalement de deux types, à savoir, boulons ou goupilles de cisaillement et limiteurs de couple. Dans le cas des boulons ou des goupilles de cisaillement il arrive fréquemment qu'il se produise un matage des alésages par lesquels passent ces goupilles ou ces boulons. Les caractéristiques dimensionnelles de ces alésages sont alors modifiées et on risque à la limite de voir ces goupilles ou ces boulons se coincer sans se rompre entre les deux pièces entre lesquelles doit se produire un débrayage ce qui, bien entendu, est contraire au but recherché. Dans le cas des limiteurs de couple il arrive souvent que ceux-ci se grippent notamment si la machine qui en est équipée séjourne dehors sans & re protégée des intempéries D'autre part ces limiteurs de couple étant parfois réglables il arrive que les utilisateurs prochient à un mauvais réglage, conduisant dans certains cas à un blocage des dits limiteurs. De tels organes de sécurité ne peuvent donc protéger efficacement la machine sur laquelle ils sont montés. Au contraire, selon la présente invention l'un des organes de transmission d'une machine agricole comporte un élément présentant une certaine élasticité susceptible d'absorber les à-coups dus aux brusques et/ou importantes variations de couple résistant. Cet élément protège ainsi la transmission de cette machine agricole des à-coups et/ou des efforts excessifs auxquels elle pourrait etre soumise en présentant de plus l'avantage dextre indéréglable et inaltérable. En effet, l'élément précité est un arbre de torsion placé dans la chatne cinématique de la machine par exemple en aval de sa botte de vitesses et de préférence directement à la sortie de la dite botte. Cet arbre de torsion peut également outre avantageusement logé à l'intérieur du rotor d'une machine telle qu'une houe rotative. Enfin, l'élément selon l'invention peut éventuellement être réalisé sous forme d'un accouplement du type accouplement élastique, ce dernier étant situé en amont de la botte de vitesses de la machine sur laquelle il est monté. Plusieurs exemples de réalisation nullement limitatifs de la présente invention seront décrits ci-après en référence au dessin annexé sur lequel - La figure 1 représente en coupe un exemple de réalisation de l'invention dans lequel ltorgane de sécurité est situé immédiate ment en aval de la botte de vitesses d'une houe rotative, - La figure 2 représente en coupe un exemple de réalisation de l'invention dans lequel l'organe de sécurité est situé à l'inté rieur du rotor d'une houe rotative, - La figure 3 représente en coupe une variante d'exécution du mode de réalisation illustré par la figure 2, - La figure 4 représente une coupe suivant IV-IV de la figure 3, - La figure 5 représente en coupe un autre mode de réalisation de l'invention, - La figure 6 représente en perspective une machine équipée d'un dispositif selon l'invention, ce dispositif étant représenté sur la figure 5. Tel qu'il est représenté sur la figure 1 l'organe de sécurité est constitué par un arbre de torsion (1) logé dans le tube supérieur (2) du chassies (3) en forme de U d'une houe rotative, cet arbre de torsion (1) s'étendant parallèlement au rotor (28) de la houe. L'une au moins des extrémités (4 ou 5) de l'arbre de torsion (1), et de préférence ses deux extrémités (4 et 5), présente une section de dimensions supérieures à celles de la section de la partie intermédiaire (6) du dit arbre (i). Ses extrémités (4 et 5) sont de plus respectivement pourvues de cannelures (7 et 8) s'étendant sur une longueur supérieure aux plus grandes dimensions de leur section, c'est-à-dire que la longueur des cannelures (7 et 8) est supérieure aux diamètres des dites extrémités (4 et 5). L'extrémité (4) de l'arbre (1) s'engage sur toute sa longueur dans un pignon (9), cannelé intérieurement, engrenant avec une roue dentée (10). Ce pignon (9) est monté dans le carter latéral (11) d'une houe rotative à l'aide d'un roulement à aiguilles (12) et d'un roulement à billes (13). Ce dernier coopère avec un joint d'étanchéité (14) et est maintenu en place à l'aide de joncs dtarret (15). L'extrémité (5) de l'arbre de torsion (1) s'engage sur toute sa longueur dans un pignon conique (16), cannelé intérieurement, engrenant avec un autre pignon conique (17), ces deux pignons (16 et 17) étant logés à l'intérieur du carter (18) de la botte de vitesses de la houe rotative.Comme on peut le voir sur la figure 1 le pignon (16) est monté dans le tube (2) du chassis(3) de la houe rotative à l'aide d'un flasque (19) et de roulements à rouleaux coniques (20) maintenus en place par des entretoises (21 et 22) et par un jonc d'arrtt (23), un joint (24) assurant l'étant chéité de ces roulements (20). Le fonctionnement de l'arbre de torsion (1) est le suivant. Lorsqu'il se produit une variation brusque et/ou importante du couple résistant le pignon (9) a tendance à s'immobiliser en modifiant sa position par rapport au pignon (16) de la botte de vitesses. Toutefois le montage de ces pignons (9 et 16) est assuré à l'aide de roulements (12,13 et 20) largement dimensionnés ce qui permet à ces derniers d'absorber sans risque de déplacement radial et/ou axial les efforts auxquels sont soumis les dits pignons (9 et 16). Ainsi les extrémités (4 et 5) ne peuvent que tourner coaxialement l'une par rapport à l'autre de telle sorte que les fibres du métal de la partie intermédiaire (6) de l'arbre (1) ont tendance à 3'enrouler en hélice sur elles-memes ce qui provoque un certain raccourcissement de l'arbre (1).Les extrémités cannelées (4 et 5) de l'arbre (1) se déplacent alors coaxialement l'une vers l'autre en glissant respectivement dans les alésages cannelés des pignons (9 et 16), Ce mouvement est en effet possible car, lorsque l'arbre (1) n'est soumis à aucune contrainte, son extrémité (4) ne fait que buter contre un jonc d'arrêt (25) monté dans le pignon (9) tandis que l'extrémité (5) ne bute que contre un jonc d'arret (26) monté dans le pignon (16), ce montage laissant l'arbre (1) libre de se déplacer axialement entre les deux joncs (25 et 26) lorsqu'il est tordu. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation de 1' inven- tion dans lequel l'arbre de torsion (27) est logé à l'intérieur du rotor (28) d'une houe rotative et sty étend sur toute sa longueur. Dans cet exemple de réalisation l'une des extrémités (29) de l'arbre de torsion (27) est pourvue de cannelures (30) et s'engage dans l'extrémité (31) du rotor (28). Cette extrémité (29) de l'arbre (2t, liée en rotation mais mobile en translation par rapport à l'extrémité (31) du rotor (28), peut donc coulisser axialement par rapport à la dite extrémité (31) montée, à l'aide d'une entretoise (32), de manière connue en soi, en vue de la rotation du rotor (28), dans la paroi latérale (33) de la houe rotative. L'autre extrémité (34) de l'arbre de torsion (273 est rendue solidaire de l'un des organes d'entratnement du rotor (28) par un bout d'arbre (35). aelui-ci s'étend au-delà de l'extrémité (34) précitée en direction des organes d'entratnement constitués par une roue (36) et un pignon (37), ce dernier étant monté, de manière connue en soi, sur le bout d'arbre (35) à l'aide de clavettes (38) et de roulements (39 et 40) coopérant avec un écrou (41). Le roulement (40) est monté gracie à un jonc d'arret (42) et à un joint d'étanchéité (43) dans une entretoise (44) fixée sur la paroi interne (45) du carier latéral (11) de la houe rotative à l'aide de vis (46). Le bout d'arbre (35) de l'arbre de torsion (27) est équipé d'un roulement à billes (47) maintenu en place gracie à un écrou (48). Ce roulement (47) coopère avec l'extrémité (49) du rotor (28) à l'aide d'un jonc d'arrêt (50). On peut voir sur la figure 2 que l'entretoi- se (44) recouvre en partie l'extrémité (49) du rotor (28) et qu'un dispositif d'étanchéité (51) est interposé entre ces deux pièces. On voit d'autre part sur les figures 1 et 2 que le rotor (28) est équipé de disques porte-outils (52) respectivement équipés de boches (53). Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. Lorsque les boches (53) sont freinées pendant la rotation du rotor (28) il se produit une variation du couple résistant. Cette variation, qui peut etre importante et/ou brutale, est absorbée par la partie médiane (54) de l'arbre de torsion (27) qui, à cet endroit, présente une section de dimensions plus réduites que celles du restant de l'arbre de torsion (27). Les fibres de cette partie médiane (54) se déforment alors en s'enroulant en hélice sur ellesmimes ce qui a tendance à raccourcir l'arbre de torsion (27). Pour ne pas entraver cette déformation, l'extrémité cannelée (29) de l'-arbre (27) glisse axialement hors de l'alésage cannelé de l'ex- trémité (31) du rotor (28) en direction de la roue (36) et du pignon (37).Cette roue (36) et ce pignon (37) solidaire du dit arbre (27), ne subissent alors qu'un choc atténué par rapport à celui subi par le rotor (28). On notera que grtce à des moyens de guidage tels que le roulement (47), situé du ceté des organes d'entratnement (36 et 37), on évite une déformation radiale de l'arbre de torsion (27) lorsque l'extrémité (34) de ce dernier tourne d'un certain angle par rapport au rotor (28). La figure 3 représente une variante d'exécution du mode de réali sation illustré pas la figure 2. Sur la figure 3 les éléments communs aux figures 2 et 3 porteront les mimes repères que ceux de la figure 2. Selon cette variante de réalisation l'arbre de torsion (55) est logé à l'intérieur d'un tube (56). L'extrémité (57) de l'arbre de torsion (55), liée en rotation mais mobile en translation par rapport à l'extrémité (59) du tube (56), est munie de cannelures (58) lui permettant de coulisser à l'intérieur d'un alésage cannelé de l'extrémité (59) du dit tube (56), ce dernier pouvant s'étendre sur toute la longueur du rotor (28) à l'intérieur de celui-ci. L'autre extrémité (60) du tube (56) est fixée, à l'aide de boulons de sécurité (61), à l'extrémité (62) du rotor (28) située du ceté de ses organes d'entratnement (36 et 37). L'extrémité (63) de l'arbre de torsion (55) est soudée sur un flasque (64) qui est fixé par des boulons (65) sur un flasque (66) solidaire d'un arbre (67) sur lequel est monté le pignon (37) grace à un écrou (41) et à des clavettes (38). Cet arbre (67) est monté, à l'aide d'un roulement (68) coopérant avec un jonc d'arrêt (42) et un joint d'étanchéité (43), dans une entretoise (69) fixée à l'aide de vis (46) à la paroi interne (45) du carter latéral (11) de la machine. Une bague (70), également fixée sur cette paroi interne (45), entoure l'entretoise (69) et protège les divers éléments de l'arbre (67). L'extrémité (60) du tube (56) est munie d'un bout de tube (71) s'étendant à l'intérieur de la bague (70) en direction de la paroi interne (45) du carter latéral (11). La surface interne (72) de ce bout de tube (71) est munie d'une garniture de frottement (73) située au voisinage immédiat de la surface externe (74) des flasques (64 et 66). Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lorsque le rotor (28) est freiné il se produit une variation du couple résistant, cette variation pouvant être brusque et/ou importante et donner naissance à des efforts importants. Ceux-ci sont tout d'abord transmis par le rotor (28) à l'extrémité (59) du tube (56) qui les filtre en se déformant. Ce tube (56) travaillant à la torsion, les fibres du métal qui le constitue s'enroulent sur elles-mêmes en hélice ce qui a tendance à le raccourcir. L'extrémité (59) du tube (56) glisse alors vers la gauche, comme représenté sur la figure 3, gracie à son alésage cannelé et aux cannelures (58) de l'arbre de torsion (55).Si la déformation se poursuit, c'est l'arbre (55) qui va se déformer de la meme manière que le tube (56) et qui va également se raccourcir, ses cannelures (58) glissant vers la gauche, comme représenté sur la figure 3, sur celles de l'alésage cannelé de l'extrémité (59) du tube (56). Les à-coups de fonctionnement de la machine dus à la variation de son couple résistant sont donc absorbés sur une longueur sensiblement égale au double de la longueur du rotor (28) par le tube (56) et l'arbre de torsion (55). En effet, le tube (56) et l'arbre de torsion (55) présentent respectivement une longueur sensiblement égale à la longueur du rotor (28),ce qui permet à chacun de filtrer une partie des efforts précités protégeant ainsi les organes d'entratnement (36 et 37) d'une manière particulièrement efficace. En réalité, les déformations du tube (56) et de l'arbre de torsion (55) proprement dit ne se font pas successivement mais sensiblement simultanément, les dimensions du tube (56) et de l'arbre (55) étant bien entendu choisies de manière appropriée pour arriver à un tel résultat. Il est également possible de choisir ces dimensions pour que seul l'arbre de torsion (55) se déforme. Pour protéger le tube de façon qu'il ne se déforme pas au-delà de sa limite élastique et qu'il soit guidé à l'intérieur du rotor, on peut prévoir de lixer sur ltestrémité du tube une couronne (75) dans laquelle est ménagée une entaille (76) comme on peut le voir sur la figure 4. Cette couronne (75) présente un diamètre extérieur à peine inférieur au diamètre intérieur du rotor ce qui permet à la couronne (75) de s'appuyer sur la paroi interne (77) du rotor (28) et d'éviter que le tube (56) se déforme de manière excessive. L'entaille (76), dont est pourvue cette couronne (75)s coopère avec un téton (78) qui fait saillie par rapport à la paroi interne (77) du rotor (28) sur laquelle il est fixé. Jette entaille (76) s'étend sur une longueur telle que lorsque l'un de ses flancs (79) bute contre le téton (78), la limite de déformation élastique du tube (56) est atteinte. Le tube (56) ne pouvant plus xe déformer, l'amortissement des variations de couple résistant est alors assuré par l'arbre de torsion (55) travaillant seul. En cas de variation importante du couple résistant, c'est-à-dire lorsqu'il se produit une déformation sensible du tube (56) par rapport à l'arbre de torsion (55), le bout de tube (71) contrôle cette déformation en venant porter, par l'intermédiaire de sa garniture de frottement (73), sur la surface externe (74) des flasques (64 et 66) ce qui permet également d'absorber une partie des à-coups de fonctionnement. Enfin, Si la variation du couple résistant est très importante et/ou très brutale il se produit un cisaillement des boulons de sécurité (61). Le dispositif qui vient d'entre décrit présente donc l'avantage d'opposer une résistance sensiblement constante quelle que soit l'intensité des efforts auxquels le rotor (28) est soumis, les organes d'entratnement (36 et 37) étant alors toujours soumis à une contrainte uniforme de valeur acceptable. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel un accouplement (80) du type accouplement élastique est monté en aval du carter (18) de la botte de vitesses de la machine. Cet accouplement est constitué, d'une manière connue en soi, de deux flasques (81 et 82). Ces derniers comportent des tétons (83) qui s'étendent axialement et qui sont respectivement répartis sur une circonférence de meme diamètre. Une bande (84) de matériau élastique comportant des coussinets (85) est interposée entre ces tétons (83) et permet d'absorber les à-coups dus aux brusques et/ou importantes variations de couple résistant auxquelles sont soumis les organes de transmission, ces coussinets (85) s'écrasant entre deux tétons adjacents (83). On voit sur la figure 5 que le flasque (81) est monté sur un arbre (86) de la botte de vitesses cet arbre étant pourvu de cannelures et traversant le dit flasque (81) de part en part. Le second flasque (82) est monté sur le premier flasque (81) et est immobilisé en translation par rapport à ce dernier à l'aide d'une rondelle (87) qui s'appuie sur sa face arrière (88), cette rondelle (87) étant maintenue par une vis (89) solidaire de l'arbre (86) guidé par un roulement (90) à la sortie de la botte de vitesses précitée. Cette meme face arrière (88) du flasque (82) est pourvue d'une fourche (91) permettant d'y accoupler l'une des extrémités d'un arbre de transmission télescopique (92) dont l'autre extrémité est reliée à la prise de force d'un tracteur. Sur la figure 6 on voit que l'accouplement élastique (80) est placé entre l'arbre de transmission (92) de la machine relié à la prise de force d'un tracteur et l'entrée du carter (18) de la botte de vitesses de la dite machine. Cet accouplement élastique (80) pourra bien entendu filtre placé entre n'importe quels autres organes de transmission de la machine où il remplira le meme rôle que celui qui vient d'entre décrit. Dans la description qui précède, on a donc vu que les dispositifs qui y sont décrits contribuent à protéger une machine agricole contre les brusques et/ou importantes variations de couple résistant auxquelles elle pourrait être soumise. Toutefois ces dispositifs présentent de plus l'avantage de procurer un amortissement des vibrations répétées auxquelles cette machine est soumise en particulier lorsque l'un de ces dispositifs est monté sur une houe rotative. En effet, on constate que lorsque cette houe travaille le sol, son fonctionnement est en quelque sorte plus moelleux que celui d'une houe équipée d'organes de protection de type classique. Il est bien évident que l'on pourra apporter à l'organe de sécurité qui vient d'entre décrit divers perfectionnements, modifications ou additions sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDIAATIONS I. Organe de sécurité pour machine agricole qui, lors de son fono- tionnement, est soumise à de brusques et/ou importantes varia tions de couple résistant, c a r a c t é r i s é par le fait que l'un des organes de transmission de cette machine comporte un élément (1,27,55,56,80) présentant une certaine élasticité susceptible d'absorber les à-coups et/ou les efforts excessifs auxquels est soumise cette transmission, cet élément (1,27,55, 56,80) étant indéréglable. 2. Organe de sécurité pour machine agricole selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'élément élastique (1,27,55) est un arbre de torsion placé dans la chatne cinéma tique de la machine, en aval de sa botte de vitesses. 3. Organe de sécurité pour machine agricole selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de torsion (1,27,55) présente à l'une au moins de ses extrémités (4,5,29, 34,57) une section de dimensions supérieures à celles de la section de la partie intermédiaire (6,54) du dit arbre (1,27,Fi5). 4. Organe de sécurité pour machine agricole selon la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que l'une au moins des extrémités (4,5,29,57) de l'arbre de torsion (I(1,27,55)est munie de cannelures (7,8,30,58) s'étendant sur une longueur supérieure aux plus grandes dimensions de-sa section. 5. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, c a r a c t é r i s é par le fait que 1 'arbre de torsion (1) est situé dans la chatne cinématique de la machine directement à la sortie de sa botte de vitesses. 6. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de torsion (1) est logé dans le tube supérieur (2) du chassies (3) de la machine, cet arbre de torsion (1) s'éten- dant parallèlement au rotor (28) de la machine. 7. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, c a r a c t é r i s é par le fait que la ou les extrémités (4,5) cannelées (7,8) de l'arbre de torsion (1) s'engagent respectivement sur toute leur longueur dans un pignon (16) de la botte de vitesses de la machine et/ou dans un pignon (9) situé dans le carter latéral (11) de la machine. 8. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de torsion (27,55) est situé à l'intérieur du rotor (28) de la machine. 9. Organe de sécurité pour machine agricole selon la revendication 7, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de torsion (27,55) s'étend sur toute la longueur du rotor (28). 10. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, c a r a c t é r i s é par le fait que l'une des extrémités (29) de l'arbre de torsion (27) est liée en rotation et mobile en translation par rapport à l'une des extrémités (31) du rotor (28), cette dernière extrémité (31) étant opposée à celle du côté duquel sont situés les orga nes d'entratnement (36,37) du rotor (28), l'arbre de torsion (27) étant rendu solidaire par son autre extrémité (34) de l'un des organes d'entratnement (36). 11. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de torsion (55) est logé à l'intérieur d'un tube (56), l'une de ses extrémités (57) étant liée en rotation et mobile en translation par rapport à l'une des extrémités (59) du tube (56) lui-meme logé à l'intérieur du rotor (28), l'autre extrémité (60) de ce tube (56) étant fixée au rotor (28) à l'aide de boulons de sécurité (61) susceptibles de se cisailler, l'autre extrémité (63) de l'arbre de torsion (55) étant soli daire de l'un des organes d'entratnement (37) du rotor (28). 12. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 2 à tl, c a r a c t é r i s é par le fait que l'une au moins des extrémités (4,5,29,57) de l'arbre de torsion (1,27,55) peut se déplacer coaxialement par rapport à l'autre extrémité (4,5,34,63) de l'arbre (1,27,55) en glissant dans l'un au moins des alésages cannelés des éléments t9,16,31, 59) dans lesquels elle est engagée. 13. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications il ou 12, c a r a c t é r i s é par le fait qu'une couronne (75) est fixée sur l'extrémité (59) du tube (56), cette couronne (75) présentant un diamètre extérieur à peine inférieur au diamètre intérieur du rotor (28). 14. Organe de sécurité pour machine agricole selon la revendication 13, c a r a c t é r i s é par le fait que la couronne (75) est pourvue d'une entaille (76) coopérant avec un téton (78) faisant saillie par rapport à la paroi interne (77) du rotor (28) sur laquelle il est fixé. 15. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, c a r a c t é r i s é par le fait que des moyens (47,64,66,71,73) tels qu'un roulement à billes sont prévus pour assurer le guidage de l'arbre de torsion (27,55) par rapport au rotor (28), ces moyens étant situés du csté des organes d'entratnement (36,37) du rotor (28). 16. Organe de sécurité pour machine agricole selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, c a r a c t é r i s é par le fait que le tube (56) présente une longueur sensiblement égale à celle du rotor (28).