Brevet FR2480068A1 — publié le 19811016

Séparateur rotatif Dour machine agricole pour récolter les cultures La présente invention concerne des machines agricoles pour récolter les cultures agricoles, notamment pour récolter des plantes racines et des plantes tubercules. L'invention a pour but, notamment, de séparer la terre dans les machines destinées à récolter des pommes de terre, des oignons, des tomates, ainsi que d'autres cultures similaires. Actuellement, on connalt des séparateurs rotatif s de différents types destinés à séparer la terre dans les machines-récolteuses des plantes à tubercules et des plantes racines. On connaît des séparateurs rotatifs constitués par un groupe d'arbres parallèles tournant dans le meme sens, réalisés dans la plupart des cas avec une section carrée et portant des disques de différentes configurations : polyèdres avec un nombre de pans allant de trois à six, cames-roues à denture droite ou cintrée, etc... En règle générale, les disques sont disposés en quinconce sur toute la surface du séparateur. Dans la majorité des cas, l'inclinaison de la surface active par rapport à l'horizon varie de 12 à 18 degrés. Dans ces séparateurs, lors du fonctionnement,la masse d'entrée est ameublie sous l'action des disques tournant et est transportée dans la direction correspondant au sens de rotation des disques. Les corps (essentiellement, la terre), dont les dimensions géométriques sont plus petites que celles des espaces entre les disques, tombent à travers ces espaces tandis que le reste de la masse est transporté vers l'organe de travail suivant. L'inconvénient des séparateurs rotatifs mentionnés ci-dessus consiste en une faible fiabilité technologique de fonctionnement et une basse efficacité de séparation à cause du collage de la terre aux faces latérales des disques, de l'enroulement des plantes sur les arbres, et du bouchage des espaces entre les disques par de petits cailloux, des mottes de terre et des produits à récolter. Pour éliminer les inconvénients mentionnés, il a été proposé de fixer, aux disques (en particulier, à une dent des cames-roues à cinq sommets suivant le brevet US na 2 972 383) de chaque deuxième arbre, une plaque qui rallonge le disque dans la direction radiale, ce qui assure le nettoyage des espaces entre les disques des arbres voisins. Cependant, même dans ce dispositif, la terre colle toujours aux disques, les plantes s'enroulent sur les arbres, les mottes de terre, les petits cailloux et les produits à récolter bouchent les espaces entre les disques équipés des plaques. Le but de la présente invention consiste à supprimer les inconvénients mentionnés des séparateurs rotatifs décrits ci-dessus. On s'est posé le problème de mettre au point un séparateur rotatif, dont les paramètres constructifs et cinématiques assureraient une haute fiabilité technologique et une séparation efficace de la terre, surtout en cas de sols trop humidifiés et caillouteux, grâce à la possibilité de nettoyer les espaces entre les disques et d'interdire l'enroulement des plantes sur les arbres. Le séparateur rotatif selon l'invention comprend des arbres parallèles tournant dans le me me sens et portant des disques montés en quinconce sur toute la surface du séparateur, et il est caractérisé en ce qu'il est constitué par des sections comprenant chacune plusieurs arbres, de préférence au moins quatre, les arbres intérieurs étant les seuls munis de disques allongés dans une direction radiale. Il est préférable de réaliser la partie allongée du disque avec un refoulement dont les dimensions doivent etre choisies compte tenu de leur possibilité de passer et de nettoyer les espaces entre les disques des arbres voisins. Il est aussi préférable que dans le cadre d'une section, chaque arbre intérieur tourne à une vitesse telle que le rapport entre cette vitesse et la vitesse de rotation de l'arbre intérieur suivant soit exprimée par une fraction, dont le numérateur est désigné par un nombre naturel de deux à neuf et le dénominateur est désigné par un nombre qui dépasse d'une unité la valeur du numérateur. Chaque arbre extérieur et l'arbre intérieur voisins de la meme section doivent tourner à des vitesses différentes. L'essentiel des avantages de l'invention consiste en ce qui suit. Ayant conçu le séparateur constitué par des sections, avec la combinaison proposée de quatre arbres dans chaque section, on a réussi à composer le séparateur de façon à assurer le nettoyage des espaces entre les disques de tous les arbres du séparateur. Dans ce cas, on utilise le nombre minimal d'arbres portant les disques de configuration plus compliquée, c'est-à-dire ceux comprenant des parties allongées et des refoulements. Le séparateur peut etre constitué par plusieurs sections comprenant quatre arbres, mais aussi tout autre nombre d'arbres dans une section, ou bien une autre combinaison des arbres à l'intérieur d'une section qui s'avérerait moins efficace. Il est cependant peu intéressant d'utiliser les sections à trois arbres et de fixer les disques allongés sur les arbres extrêmes car il se forme des espaces qui varient avec le temps entre les parties allongées des disques entre le séparateur et le dispositif d'avancement (ou dispositif d'admission). Cela aboutit à des pertes supplémentaires ou à la détérioration des produits à récolter (les produits sont détériorés en cas de dénivellement de l'organe opératoire suivant). Par ailleurs, on n exclut pas la possibilité d'utiliser une section qui comprend plus de quatre arbres le cas échéant, la section peut comprendre non pas deux mais trois et meme un nombre supérieur d'arbres intérieurs portant les disques de configuration compliquée déjà décrite. Cependant, dans ces cas, l'organisation du séparateur sera plus compliquée et la fiabilité de son fonctionnement sera moins bonne, surtout dans le cas-de sols caillouteux, du fait que de petits cailloux ou d'autres corps solides peuvent se coincer entre les disques des arbres voisins. La forme proposée des disques qui équipent les arbres intérieurs et le rapport de leurs vitesses de rotation permettent de nettoyer complètement les espaces entre les disques de ces arbres. La largeur de la partie refoulée sur les parties allongées des disques doit être choisie de façon qu'elles passent à proximité immédiate (jeu de 1 à 2 mm) des faces latérales des disques des arbres voisins. Avant la première mise en marche du séparateur,il convient de placer l'extrémité de la partie refoulée du disque de l'arbre intérieur précédent, à proximité immédiate de l'autre extrémité de la partie refoulée du disque sur l'arbre intérieur suivant de la meme section. La disposition donnée des disques des arbres intérieurs permet d'éviter la rencontre des parties refoulées pendant le fonctionnement et, par la meme occasion, de déterminer la longueur maximale tolérable de ces parties en fonction du rapport choisi de leurs vitesses. La différence entre les vitesses de rotation des arbres extremes et celles des arbres intérieurs voisins assure le nettoyage total des espaces entre les disques des arbres extrêmes par les saillies sur les disques des arbres intérieurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un exemple de la réalisation de l'invention en se référant aux dessins sur lesquels - la fig. 1 représente le schéma de la section du séparateur rotatif, vue de coté ; - la fig. 2 représente le schéma de la section du séparateur rotatif, vue de dessus - la fig. 3 représente le disque de l'arbre intérieur - les fig. 4 à 7 représentent les différentes variantes de la disposition réciproque des disques de deux arbres intérieurs voisins avant la première mise en marche du séparateur. Conformément à l'invention, le séparateur rotatif est constitué par des sections (fig. 1 et 2) dont chacune comprend quatre arbres parallèles, par exemple de section carrée, 1, 2, 3 et 4, tournant dans le meme sens. Les machines récolteuses des plantes racines et des plantes à tubercules peuvent être dotées de trois à cinq sections à quatre arbres. Les arbres intérieurs 2 et 3 de chaque section portent les disques hexaédriques 5, dont les parties 6 sont allongées dans la direction radiale ; les arbres extrêmes 1 et 4 portent les disques hexaèdres 7. Il est avantageux de réaliser les disques 5 et 7 à partir d'un matériau élastique, par exemple, d'un caoutchouc, avec une armature métallique (tôle d'acier d'une épaisseur de 2,5 à 3,0mm). Les disques 5 et 7 sont disposés en quinconce sur la surface du séparateur et se recouvrent mutuellement, c'est-à-dire que les disques de chaque arbre précédent se trouvent en face des espaces entre les disques de l'arbre suivant. Le disque 5 est mieux représenté sur la fig. 3 qui permet de voir que la partie allongée 6 est terminée par un refoulement 8. La partie allongée 6 avec le refoulement 8 a un profil convexe ce qui permet d'éviter le coincement des cailloux et d'autres corps solides entre ladite partie 6 du disque 5 et les disques de l'arbre suivant. La forme, et les dimensions du refoulement 8, vue en plan (fig. 2) sont choisies en partant de la condition selon laquelle on doit assurer un jeu entre le refoulement en mouvement, le moyeu 9 et les faces latérales des disques sur les arbres voisins, ce jeu étant compris entre 1 et 2 mm. Cela permet de débarrasser les espaces entre des disques des arbres voisins en chassant la terre collée et les objets coincés, ainsi que de supprimer l'enroulement des plantes sur les arbres. Avant la première mise en marche du séparateur, il convient de positionner l'extrémité d'un refoulement 8 du disque 5 de l'arbre intérieur 2 de façon à assurer un jeu de 5 à 10 mm par rapport à l'autre extrémité, le refoulement 8 du disque 5 de l'arbre intérieur suivant 3 comme cela est montré sur les fig. 4, 5, 6 et 7. La variante de positionnement réciproque des disques 5 et la longueur maximale tolérable du refoulement 8 dépendent du rapport choisi entre des vitesses de rotation des arbres intérieurs 2,3 et sont déterminées expérimentalement. En cas de sols trop humides, il est avantageux que le rapport entre la vitesse de rotation de l'arbre intérieur 2 précédent et la vitesse de rotation de l'arbre intérieur 3 suivant soit égal à la plus petite valeur des fractions indiquées ci-dessus (par exemple 3/4). C'est ce rapport des vitésses qui assure le nettoyage le plus complet des faces latérales des disques équipant les arbres intérieurs. Si le séparateur est utilisé sur les sols à humidité normale ou réduite, le rapport des vitesses peut etre égal à une valeur plus grande des fractions en question (par exemple 5/6). Le séparateur rotatif fonctionne comme suit. La masse (par exemple le mélange des pommes de terre, de la terre adhérente et de la fane), arrivant à la section du séparateur rotatif, est intensivement ameublie sous l'action des disques 5 et 7 en rotation et est transportée dans la direction correspondant au sens de rotation des disques. De petits morceaux de terre tombent dans les espaces entre les disques tandis que le reste de la masse avec les produits à récolter est transmis à la section suivante du séparateur rotatif ou à l'organe opératoire suivant. Les refoulements élargis 8 des parties allongées des disques 5 équipant les arbres intérieurs 2 et 3 passent par les espaces entre les disques des arbres voisins, enlèvent la terre collée de leurs surfaces latérales, empechent l'enroulement des plantes (fane et plantes adventices) sur les moyeux 9 des disques et chassent les cailloux, les mottes de terre et les produits à récolter (pommes de terre, betteraves, oignons, tomates, etc...) coincés entre les disques. A la différence des dispositifs similaires connus, le séparateur rotatif selon l'invention permet d'élever considérablement la fiabilité technologique de fonctionnement et l'efficacité de criblage du sol dans une gamme pratiquement illimitée quant à l'humidité et à la teneur en cailloux du champ à récolter. La présente invention n'est aucunement limitée par la description donnée de l'exemple concret de sa réalisation, en particulier, par la forme des disques. Il est bien évident qu'il est possible-d'appliquer différentes variantes de réalisation du séparateur rotatif proposé à condition qu'elles ne sortent pas du volume et ne s'écartent pas de l'essentiel de la présente invention REVENDICATIONS 1.- Séparateur rotatif pour machines récolteuses de cultures agricoles (notamment de plantes-racines et de plantes à. tubercules) comprenant des arbres parallèles, tournant dans le me me sens et équipés de disques disposés en quinconce sur toute la surface du séparateur, caractérisé en ce qu'il est constitué par des sections comprenant chacune au moins quatre arbres, les arbres intérieurs étant les seuls munis de disques allongés dans une direction radiale. 2.- Séparateur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie allongée dans la direction radiale du disque présente. un refoulement, dont les dimensions sont choisies compte tenu de sa possibilité de passer et de nettoyer les espaces entre les disques des arbres voisins. 3.- Séparateur rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque arbre intérieur tourne à une vitesse telle que le rapport entre cette vitesse et la vitesse de rotation de l'arbre intérieur suivant peut etre exprimée par une fraction dont le numérateur est égal à un nombre naturel de deux à neuf et dont le dénominateur dépasse d'une unité la valeur du numérateur, et en ce que chaque arbre extreme et l'arbre intérieur voisins tournent à des vitesses différentes.