Brevet FR2452239A1 — publié le 19801024

La présente invention concerne les machines a vendanger ou pour la cueillette automatique de fruits, notamment de baies sur des arbustes. Les machines a vendanger, qui ont connu un développement important ces dernières années, se présentent le plus souvent sous la forme de structures lourdes, généralement auto-porteuses, et onéreuses, nécessitant unepuissance d'entraînement considérable, non seulement pour l'actionnement des dispositifs de battage mécaniques mais également pour l'entraînement des différents dispositifs de réception et d'évacuation des baies détachées des arbustes. Les dispositifs de réception des grains sont plus souvent constitués par des convoyeurs à bandes à zone articulée, dites "écailles", s'étendant au ras du cavaillon pour réceptionner les grains ou baies tombant des arbustes et les acheminer, par différentes techniques, incluant des convoyeurs élévateurs, vers une cuve de stockage généralement adjointe à la machine. I1 a également été proposé des machines à vendanger dans lesquelles l'évacuation et, parfois le battage lui-même, sont obtenus par voie pneumatique, en créant des jets d'air pour propulser les baies détachées vers une trémie de réception d'ou elles sont déversées dans un dispositif d'évacuation à convoyeur ou à élévateur. Ces dispositifs nécessitent également une puissance d'entrainement considérable pour la production des jets d'air, fourni par des sources de puissance autonomes, et ils se trouvent confrontés, avec encore plus d'acuité, aux problèmes traditionnels de séparation des feuilles, inévitablement détachées lors du battage, et des grains qui seuls doivent etre récupérés. La séparation des feuilles s'effectue le plus souvent au moyen d'extracteurs pneumatiques additionnels disposés au-dessus de la hotte de réception ou à la sortie du con voyeur. Outre que ces techniques nécessitent des dispositifs additionnels pour effectuer la séparation, ils ne permettent pas de garantir une récupération des grains dans la cuve de stockage exempte des feuilles, lesquelles sont amenées à tourbillonner en permanence autour de la machine à vendanger. La présente invention a pour objet d'obvier à ces divers inconvénients en proposant une machine à vendanger ou pour la cueillette des baies, de construction simple, de faible poids, susceptible d'être montée par une fixation trois-points sur un engin porteur traditionnel, par exemple un tracteur interligne, qui soit utilisable de ce fait dans tout type de plantation en ne nécessitant qu'une puissance minimale qui peut être prélevée sans inconvénient sur la prise de force et/ou le moyen de puissance hydraulique de l'engin porteur. La présente invention a pour autre objet de proposer une machine à vendanger du type à soufflage ne nécessitant qu'une puissance réduite d'entraînement du dispositif de soufflage et comportant une structure de récupération particulièrement simple, équipée de moyens statiques utilisant l'effet de soufflage pour effectuer de façon automatique et sûre la séparation des baies et des feuilles. Pour ce faire, selon une caractéristique de la présente invention, la machine à vendanger, du type comprenant : un bâti enjambeur susceptible d'être associé à un engin porteur et définissant un passage longitudinal en forme de U inversé ; un dispositif pour détacher les baies monté sur le bâti ; un dispositif de souf- - flage pneumatique sur une première des branches du U pour dévier les baies détachées vers une structure de réception de fruits portée par la seconde branche du U ; des moyens mécaniques d'évacuation des baies, adjacents à la structure de réception pour évacuer les baies réceptionnées ; et des moyens séparateurs de feuilles associés à la structure d'évacuation pour séparer les baies réceptionnées des feuilles détachées des arbustes, comporte une structure de réception se présentant sous la forme d'une enceinte avec une ouverture d'entrée s'étendant dans le plan de la seconde branche du U sur toute la longueur du passage et sur une majeure partie de la hauteur de celuici et présentant, dans un plan parallèle, à cette ouverture d'entrée une section sensiblement en forme de V à sommet tronqué, les ailes du V étant constituées de plaques définissant entre leurs bords internes en regard, au niveau du sommet tronqué du V, un canal d'évacuation s'étendant dans la direction opposée à l'ouverture d'entrée, perpendiculairement à celle-ci et suivant un angle ascendant par rap port à l'horizontale, les bords externes des plaques étant reliés à des parois verticales fermant l'enceinte, des éléments déflecteurs parallèles entre eux, en forme de V, étant fixés sur les plaques et présentant une paroi centrale s'étendant à travers du canal d'évacuation, les moyens mécaniques d'évacuation comprenant un premier convoyeur à bande disposé sous le canal d'évacuation, parallèlement à celui-ci, et se prolongeant au-del de l'enceinte dans la directior opposée à l'ouverture d'entree, une ouverture d'évacuation de feuilles étant formée dans une des parois verticales de l'enceinte du côté de celle-ci opposée à l'ouverture d'entrée. Selon une autre caractéristique de la présente invention le dispositif pneumatique de soufflage comprend au moins une soufflante dirigeant un flux d'air vers l'ouverture de réception de llenceinte, la base du passage du b ti en forme de U inversé étant au moins partiellement fermée par deux peignes en poils de nylon fixés aux extrémités inférieures des branches du U et s'étendant sur toute la longueur du passage. Avec un tel agencement, les airains détachés, par exemple par un batteur mécanique, sont instantanément déviés par la soufflante vers l'enceinte de réception'dans- laquelle les baies ainsi réceptionnées sont acheminées, sous l'effet du flux d'air et de la gravité, vers le canal de réception dans l'enceinte, d'out elles tombent sur le premier convoyeur éIévateurr-lequel les dirige, soit directement sur une cuve de stockage soit vers un autre convoyeur intermédiaire monté sur le bâti.Les éléments déflecteurs prévus sur les parois intérieures de l'enceinte, de part et d'autre du canal d'évacuation de celle-ci et en travers de ce canal, sont aisément franchis par les grains détachés, propulsés vigoureusement par la soufflante dans l'enceinte de réception, tandis que les filets du flux d'air sont dévies vers le haut de l'enceinte, entraînant avec eux des feuilles séparées des arbustes vers l'ouverture d'évacuation et empêchant ainsi celles-ci de passer par le canal d'évacuation et donc d'être dechargees avec les baies vers la cuve de stockage. Des aménagements plus spécifiques de l'enceinte de réception et des éléments déflecteurs, apparaissant dans la description suivante, permettent une séparation remarquable et une évacuation parfaitement contrôlée des feuilles vers arrière de la machine. La prévision d'au moins une soufflante de diamètre important, préférentiellement deux soufflantes, occupant toute la longueur du passage du bâti, permet de réaliser des effets d'évacuation, de séparation au prix dlune puissance d'entralnement réduite, en réalisant un flux d'air de grand débit et de faible pression, les peignes à la base du passage s'opposant aux fuites et auxdéviations du flux d'air vers le bas en canalisant celui-ci intégralement vers l'enceinte de réception dont la forme convergente permet de conserver une vitesse du flux d'air sensiblement constante alors qu'il s'écarte du passage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif, mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective schématique de la machine à vendanger selon la présente invention La figure 2 est une vue du dessus de l'enceinte de réception ; et La figure 3 est une vue de face de la machine montrant une variante des moyens mécaniques d'évacuation des baies. Comme représenté sur les figures, la machine à vendanger comprend un bâti enjambeur en treillis, généralement référencé 1, réalisé à partir de fers plates ou de tubes métalliques, susceptibles d'être montés sur un engin porteur agricole, par exemple un tracteur interligne, par un assemblage du type dit trois-points référencé 2. Ce bâti, destiné à être porté transversalement à l'arrière de l'engin porteur, définit un passage longitudinal en forme de U inversé 3 dans lequel sont disposés des moyens de battage mécaniques, constitués par exemple par un batteur à tiges en fibre de verre classique 4, qui est simplement esquissé sur la figure 1 pour ne pas charger le dessin. Sur le côté du bâti 1 opposé au dispositif de fixation trois-points 2 sont prévues deux soufflantes 5, 5' du type ANN de 800 mm de diamètre et capables de fournir chacune un débit d'air de l'ordre de 35000 m3/heure sous une pression de 1050 millibars.Les soufflantes sont entraînées par l'intermédiaire de courroies 6, 6' par une poulie 7 reliée, par un arbre 8, à une poulie 9 disposée à la verticale du dispositif de fixation 2 et elle-même entraînée, par l'intermédiaire d'une courroie 10, par une poulie 11 reliée à un renvoi d'angle 12 comportant un élément d'arbre d'entrée 13 susceptible d'être relié à la prise de force de l'engin porteur Un variateur de vitesse 14 peut également être prévu à l'extrémité de l'arbre 8. Du côté du bâti 1 Opposé aux soufflantes 5, 5' est disposée une enceinte de réception, généralement référencée 15, et réalisée en acier inoxydable, comprenant, comme on le voit. le mieux sur la figure 2, une paroi verticale avant 16 et une paroi verticale arrière 17 sensiblement parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe général du passage 3. Une paroi inférieure de guidage d'en trée trapézordale 18 définissant une ouverture d'entrée 19 s'étendant sur toute la longueur du passage 3 et sur la majeure partie de sa hauteur.La plaque de guidage d'entrée 18 est prolongée, à l'inté- rieur de l'enceinte, par deux plaques latérales 20 et 20' dont les bords extérieurs sont fixés aux parois 16 et 17 et dont les bords intérieurs en regard 21 et 21' définissent entre eux une ouverture rectangulaire ou canal d'évacuation 22, s'étendant perpendiculairement au plan de l'ouverture d'entrée 19 et dans le même plan que la plaque d'entrée 18, c'est-à-dire dans un plan formant avec l'horizon tale un angle a compris entre environ 35 et 55 par rapport à l'horizontale. Les plaques latérales 20 et 20' s'étendent latéralement à partir du canal 22 pour former une structure en forme de V tronqué, la base du V étant constituée par le canal 22. Sur les plaques 20 et 20' sont fixés des éléments déflecteurs 23 parallèles entre eux et sensiblement équidistants les uns des autres, et constitués par exemple par des éléments de plaques rectangulaires soudés sur les plaques latérales 20 et 20'. Chaque élément déflecteur 23 comprend une partie centrale 24 s'étendant transversalement au travers du canal 22 et des ailes latérales 25 solidarisées aux plaques 20, 20'. Comme on le voit sur la figure 2, les éléments déflecteurs 23 ont la forme d'un V dont les branches 25 remontent vers le haut le long des plaques 20, 20', et suivant un angle dans la direction opposée à l'ouverture d'entrée 18.Chaque élément de plaque de déflecteur 23 s'étend vers le haut en formant, par rapport au plan de la plaque d'entrée 18 et du canal 22, un angle ss , compris entre environ 200 et 400. Comme on voit sur la figure 3, la hauteur des éléments déflecteurs 23 est déterminée de façon que le bord supérieur d'un élément déflecteur se trouve à un niveau supérieur d'une distance e au bord inférieur de l'élément déflecteur suivant dans la direction opposée à l'ouverture d'entrée 19 de façon que, pour le flux d'air, figuré par la flèche 26, en provenance des soufflantes 5, 5', les parties centrales 24 des éléments déflecteurs occultent complètement le canal 22 tout en- ménageant entre elles des ouvertures par lesquelles les baies propulsées par le flux d'air peuvent tomber sur un convoyeur à bande et à palettes 27, s'étendant au-dessous du canal 22, parallèlement à celui-ci,et comprenant une extrémité 28 s'étendant au-delà du fond de l'enceinte 15 qui est défini par une paroi courbe reliant la paroi verticale avant 16 à la paroi verticale arrière 17 pour guider les flux d'air déviés par les éléments déflecteurs 23 vers une ouverture d'évacuation d'air et de feuilles 30 formée à la partie supérieure de la paroi arrière 17. L'ouverture 30 est avantageusement prolongée, vers l'arrière de la machine, par une conduite d'évacuation 31. Le sommet de l'enceinte 15 est au moins partiellement fermé par une plaque formant toit 32, (esquissée en traits mixtes sur la figure). Comme représenté sur la figure 1, le premier convoyeur 27, entraîné par un moteur 33, peut se prolonger assez loin de l'enceinte 15 pour déverser directement les baies recueillies dans une cuve de stockage, ou peut être associé, comme représenté sur la figure 3, à un second convoyeur 34, entraîné par un moteur 35 et monté sur un châssis 36 supporté sur le bâti 1 et manoeuvrable en rotation autour d'un axe vertical 37 par un vérin 38 et en hauteur par un vérin 39. Conformément à une caractéristique importante de la présente invention, la base du passage 15 est fermée par deux peignes 40, 40' en poils de nylon rigides. Ces peignes peuvent accommoder sans problèmes les pieds des arbustes lors du déplacement de la machine et constituent une paroi de guidage inférieure pour le flux d'air 26 empêchant qu'une partie esentielle de celui-ci, déviée par l'arbuste, ne passe au-dessous du bâti et permettant, ainsi d'utiliser au mieux toute la puissance des soufflantes 5 et 5'. A l'entrée du passage 3 on prévoit avantageusement des plaques de guidage 41, 41', réalisées par exemple en un plastique semirigide, des plaques de guidage analogues 42, 42' étant prévues à la sortie du passage 3 afin de mieux encore canaliser le flux d'air 26 en provenance des soufflantes vers l'enceinte de réception 15. Le bâti 1 est prévu pour être monté en porte-à-faux sur l'engin porteur. Toutefois, pour accommoder les irrégularités du terrain, le bâti est avantageusement relié à l'engin porteur par son troisième point 40 par une chaîne, le bâti étant en outre supporté par une roulette 41 reliée à l'extrémité arrière du bâti et réglable sélectivement en hauteur par un vérin 42. Le batteur mécanique 4 peut être entrainé, par l'intermédiaire d'un arbre à cardan 43 et d'un renvoi d'angle 44, par la poulie 11, reliée à la prise de force, ou, alternativement, comme représenté sur la figure 1, par un moteur hydraulique 45, relié à la source de puissance hudraulique de l'engin porteur. La machine selon la présente invention présente, à titre indicatif, pour des vignes espacées de 3 mètres et des piquets de 1,60 m de hauteur, les caractéristiques suivantes, poids : environ 600 kg ; largeur hors tout : environ 2,50 m ; profondeur : environ 1,60 m ; largeur du passage entre les montants du batteur mécanique : 60 cm ; cadence de battage du batteur : entre 380 et 480 tours/minute, selon les variétés et la maturité des baies ; débit nominal des deux soufflantes : environ 50000 m heure ; épaisseur des peignes 40 w 7 cm ; longueur des poils des peignes : 20 cm environ ; -convoyeur 27 de 30 cm de largeur avec des palettes de 5 cm de hauteur tous les 20 cm ; angle a : 500 ; éléments déflecteurs 25 en acier inoxydable de 15 cm de hauteur1 placés tous les 20 cm écartement des ailes 25 des éléments déflecteurs 1600 ; variation de niveau e : 2 cm. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Machine à vendanger ou pour la cueillette automatique de fruits ou baies sur arbustes, comprenant : un bâti enjambeur, susceptible d'être associé à un engin porteur et définissant un passage longitudinal en forme de U inversé ; un dispositif pour détacher les baies monté sur le bâti, un dispositif pneumatique de soufflage sur une première branche du U pour dévier les fruits détaches vers une structure de réception de baies sur la seconde branche du U ; des moyens mécaniques d'évacuation adjacents à la structure de réception pour évacuer les baies réceptionnées ; et des moyens séparateursde feuilles associés à la structure d'évacuation pour séparer les feuilles détachées des arbustes des fruits réceptionnés, caractérisée en ce que la structure de réception se présente sous la forme d'une enceinte sensiblement close avec une ouverture d'entrée s'etendant dans le plan de la seconde branche du U sur toute la longueur du passage et présentant, dans un plan parallèle à cette ouverture d'entrée, une section sensiblement en forme de V à sommet tronqué, les ailes du V étant constituées de premières plaques définissant entre leurs bords internes en regard, au niveau du sommet tronqué du V, un canal s'étendant dans la direction opposée à l'ouverture d'entrée, perpendiculairement à celle-ci et suivant un angle ascendant par rapport à l'horizontale, les bords externes des plaques étant reliés à des parois verticales fermant l'enceinte, des éléments déflecteurs parallèles entre eux, en forme de V, étant fixés sur les premières plaques et présentant une portion de paroi centrale s'étendant en travers du canal, les moyens mécaniques d'évacuation comprenant un premier convoyeur à bande disposé sous le canal de l'enceinte, parallèlement à celui-ci, et se prolongeant au-delà de l'enceinte dans la direction opposée à l'ouverture de l'entrée, une ouverture d'évacuation de feuilles étant formée dans une des parois verticales de l'enceinte du côté de celle-ci opposée à l'ouverture d'entrée. 2 - Machine à vendanger selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif pneumatique de soufflage comprend au moins une soufflante dirigeant un flux d'air vers l'ouverture de réception, perpendiculairement à celle-ci, la base du passage du bâti en forme de U inversé étant au moins partiellement fermée par deux peignes en poils de nylon fixés aux extrémités inférieures des branches du U et s'étendant sur toute la longueur du passage. 3 - Machine à vendanger selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments déflecteurs sont constitués d'éléments de plaques rapportés sur les premières plaques et inclinés d'un angle compris entre environ 200et 400 par rapport au plan du canal d'évacuation, les éléments déflecteurs étant dimensionnés et écartés les uns des autres de façon que le bord supérieur d'un élément déflecteur soit à un niveau, par rapport à l'horizontale, légèrement supérieur à celui de la base de l'élément déflecteur immédiatement adjacent dans la direction opposée à l'ouverture d'entrée. 4 - Machine à vendanger selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce qùe le dispositif pneumatique de soufflage comprend deux soufflantes à grand débit s'étendant sur toute la longueur du passage. 5 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les parois verticales fermant l'enceinte comprennent une première paroi transversale, s'étendant à partir du bord avant de l'ouverture d'entrée, une paroi courbe, formant fond, reliant cette première paroi à une seconde paroi transversale, sensiblement parallèle à la première paroi trains versale, et s'étendant depuis le bord arrière de l'ouverture d'entrie, et dans laquelle est formée l'ouverture d'évacuation de feuilles, un élement de paroi trapézoïdal reliant la base du peigne adjacent à la partie inférieure du canal de l'enceinte. 6 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendicationsl à 5, caractérisée en ce que les moyens d'évacuation comprennent un second convoyeur à bande orientable, monté articulé sur le bâti et ayant une extrémité disposée au-dessous de l'extré- mité extérieure du premier convoyeur à bande. 7 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le bâti est susceptible d'être monté en porte-à-faux par une suspension trois-points sur l'engin porteur, une roulette d'appui, réglable hydrauliquement en hauteur, étant en outre prévue sur la partie arrière du bâti. 8 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que chaque soufflante est J entraînée en rotation par un mécanisme à poulies susceptible d'être relié à la prise de force de l'engin porteur. 9 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le dispositif pour détacher les baies est constitué d'un batteur mécanique à tiges en fibre de verre. 10 - Machine à vendanger selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce qu'au moins l'ouverture d'entrée du passage est partiellement occultée par des plaques de guidage.