Brevet FR2542969A1 — publié le 19840928

PRESSE A PISTON POUR FORMAGE DE BALLES DE FOURRAGE. L'invention concerne une presse à piston pour formage de balles de fourrage dont le châssis peut être attelé à un tracteur dans le but d'assurer l'amenée et le tassement du fourrage dans un canal de pressage de la machine au cours de l'avancement de la presse. On connait par le brevet FR 2 346 963 une telle presse dans la- quelle une conduite de chargement débouche dans le canal de pressage tandis qu'un piston à mouvement alternatif assure le tassement des charges de fourrage véhiculées par la conduite de chargement. Dans une telle presse la phase de tassement des charges de four- rage représente une phase importante de préparation de la balle ayant la configuration et la densité désirée. Au vu des variétés de fourrage et des formes variées des andains le piston de la presse tasse des charges de fourrage successives dont le volume et la densité sont constantes. L'alimentation du canal de pressage dans de telles conditions nécessite l'emploi d'un système de mesure de densité. L'un des buts de l'invention est donc de faire pénétrer dans le canal de pressage des charges de dimensions et densités variées etd'uti- liser un moyen d'amenée unique à mouvement alternatif qui intro- duit la charge dans le canal de pressage et dont la course modi- fiable est synchronisée avec celle du piston de pressage afin de permettre la confection d'une balle compacte présentant sensible- ment une densité uniforme. 49398 11676 2 - Pour parvenir à ce résultat, une caractéristique importante de I'tnvention consiste à accumuler dans la conduite de chargement des charges élémentaires par un moyen chargeur fonctionnant en synchronisme avec le mouvement alternatif du piston pour les faire passer successivement de la conduite de chargement dans le canal de pressage et à communiquer accessoirement à la face avant du piston un mouvement oscillant entre les positions extrêmes avancées et reculées de celui-ci. Une autre caractéristique de l'invention consiste en un moyen de précompression du fourrage dans la conduite de chargement avant de le faire passer dans le canal de pressage en réduisant de bas en haut la section de la conduite de chargement, à proximité de l'orifice d'admission des charges dans le canal de pressage. Parmi d'autres caractéristiques de la presse on décrira notam- ment le mouvement de déplacement du piston presseur dont laciné- matique se propose d'accélérer l'ouverture et la fermeture de l'orifice d'admission et d'assurer notamment un meilleur remplis- sage du canal de pressage. D'autres caractéristiques et avantages de la presse ressortiront de la description d'un exemple de réalisation de celle-ci faite en référence du dessin annexé dans lequel la figure I est une représentation schématique de la-presse construite appliquant le principe de fonctionnement précité la figure 2 est une vue en coupe verticale partielle du char- geur et du système de transmission assurant la synchronisation des mouvements respectifs du piston et du chargeur au cours de la précompression d'une première charge de fourrage; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 au cours de la précompression d'une deuxième charge de fourrage 49398 11676 -3- la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 repré- sentant l'introduction des charges successives dans le canal de pressage au cours du cycle de formation d'une balle la figure 5 est une vue en coupe de la partie supérieure de la conduite de chargement la figure 6 représente une coupe du piston presseur guidé dans le canal de pressage par un ensemble de galets dans le plan 6 de la figure 7; la figure 7 représente l'épure représentative des déplacements du piston entre les points morts avant et arrière dans l'exemple de montage direct du piston sur le vilebrequin. La presse à piston représentée à la figure 1 comporte un châssis 1 reposant sur le sol par l'intermédiaire de roues 2 et attelé à un tracteur 3 au moyen d'un timon d'attelage 4 Le châssis 1 comporte intérieurement un canal de pressage 5 dans lequel débou- che par un orifice d'admission 6 une conduite de chargement 7 Au châssis 1 est suspendue la conduite de chargement 7 qui est in- curvée vers le haut d'avant en arrière L'extrémité inférieure d'entrée 8 de la conduite de chargement relativement éloignée de l'orifice 6 est beaucoup plus évasée que l'extrémité supérieure au contact de l'orifice d'admission 6 formant ainsi un comparti- ment d'alimentation en fourrage La paroi supérieure 71 de la conduite 7 comporte sur toute sa longueur des fentes longitudi- nales et latéralement espacées tandis que sa partie inférieure également incurvée est pleine. Dans le canal de pressage 5 se déplace un piston presseur 9 qui se meut d'un mouvement alternatif entre une position de point mort arrière (PMAR) à une position de point mort avant (PMAV) respec- tivement repérées à la figure 7 A cet effet, la partie arrière du piston 9 est rigidement reliée au moyen d'une queue d'accrochage 10 au manéton 11 d'un vilebrequin 12 dans le but de conférer à la 49398 1 16 -4 - face avant du piston des positions successives obliques au cours de son déplacement, tout en conservant des positions extrêmes perpendiculaires à la direction du déplacement aux deux positions extrêmes de point mort Il y a toutefois lieu de remarquer qu'il est également possible d'atteler la partie arrière du piston à une bielle conventionnelle dans le but de conférer au piston un mouve- ment alternatif rectiligne simple Cette solution est illustrée à la figure 1. Le mouvement circulaire continu du vilebrequin 12 est commandé à partir de l'arbre de prise de force du tracteur par un arbre de transmission 13, un bottier de renvoi à pignons coniques 14 équipé en amont d'un volant d'inertie 15 Le boîtier de renvoi porte un organe de sortie/W 3 une poulie à laquelle est associée une transmis- sion qui utilise ici un ensemble de chaines 16, 16 a d'entraînement du vilebrequin 12. La queue d'accrochage 10 ou le cas échéant la bielle principale de remplacement sont attelées à un plateau tournant 17 faisant office de vilebrequin et portant deux manetons 11, 18 inégalement espacé radialement de l'axe de rotation 20 du plateau Le maneton 11 est destiné ainsi que cela vient d'être dit à l'actionnement de la bielle ou queue 10 tandis que le maneton 18 constitue l'axe de com- mande d'une bielle de renvoi 21 attelée à un palonnier 22 Le palonnier 22 est monté mobile autour d'un axe 23 fixé au chassis 1 et porte un ensemble de transmission constitué par deux pignons en prise 24,25. Le pignon 24 est monté tournant autour de l'axe 23 tandis que le pignon 25 est monté tournant autour d'un axe 26 fixé au palonnier 22 Au pignon 25 est fixé un manéton 27 portant un pivot 28 mobile alternativement en synchronisme avec le mouvement de va et vient du piston presseur 9. Le maneton 27 entraine par l'intermédiaire du pivot 28 un bras 30 monté à rotation autour d'un axe 31 sur lequel sont montés une pluralité de dents 32 du chargeur 35 Les dents 32 sont suspendues 49398 1 1676 -5 - sur un tube transversal 33 qui surplombe la conduite de chargement 7. Le tube 33 est rattaché à un bras ou maneton de commande 34 qui tourne autour d'un axe 36 éventuellement ajustable mais fixé au chassis 1. Le maneton de commande 34 porte l'axe de rotation 33 des dents 32 et 1 'ajustement du pivot 28 assure une modification possible de la trajectoire A de l'extrémité des dents 32 au cours de la rotation des manetons 27 et 34 Il faut cependant remarquer qu'un résultat analogue peut être obtenu par suite d'un ajustement de l'axe 36. 1 o L'ensemble des dents 32 constitue de cette manière une fourche de chargement engagée dans les fentes de passage correspondantes de la paroi 71 du conduit dé chargement 7 et assure la formationet- l'accumulation des charges élémentaires de fourrage I, II telles que représentées aux figures 2, 3. La fourche de chargement 32 est ainsi destinée à pousser périodique- ment dans le canal de pressage 5 un ensemble de charges élémentaires I, II, III préalablement accumulées dans la partie supérieure du conduit 7 En référence à la figure 5, on voit que les fentes longitudinales de la paroi 71 séparent entre elles une succession de lames 40 constitutives de l'extrémité haute de la paroi 71 res- pectivement articulées autour d'un même axe 41 et susceptibles de s'écarter de la position de repos r à une position de travail t à l'encontre d'un effort antagoniste exercé par des ressorts latéraux 42 Il y a toutefois lieu de remarquer que le mouvement des lames pourrait tout aussi bien être assuré par un embiellage dont le mouvement cinématique serait lié aux positions du piston presseur 9 dans le canal de pressage La section de la partie supérieure de la conduite de chargement 7 peut ainsi être modifiée de manière à réaliser un moyen de précompression et de laminage dans cette même conduite des charges successives de fourrage avant l'introduction de celle-ci dans le canal de pressage 5 Cette manière de procéder régularise le débit dans l'orifice d'admission 6 et assure l'alimen- tation du canal de pressage au contact de la totalité de la face avant du piston 9. 49398 1 16 -6- Dans le but de faciliter la séparation des charges déjà contenues dans le canal de pressage 5 etdes zharges en formation dans la conduite de chargement 7, la face inférieure du canal 5 porte un couteau 43 dont la lon- gueur de coupe correspond à la dimension de l'orifice d'admission 6 et qui sectionne la charge introduite dans le canal de pressage à chaque déplacement vers l'avant du piston 9. Le compartiment d'alimentation en fourrage situé à l'extrémité inférieure d'entrée 8 de la conduite de chargement 7 est situé à proximité d'un organe de ramassage 50, cet organe monté rotatif autour d'un axe 51 pouvant avoir une structure à dents capables de ramasser le fourrage disposé en andains "a"sur le sol au cours de l'avancement de la presse Le fourrage levé par les dents de l'organe de ramassage est chassé dans un convoyeur à vis d'Archimède 52 qui réduit la largeur de l'andain"a" à la largeur de la conduite de chargement 7 Le convoyeur à vis 52 tournant autour d'un axe 53 en sens inverse de celui de l'organe 50 peut être muni de dents escamotables 54. La presse précitée comporte par ailleurs un mécanisme de ficelage représenté schématiquement par un ensemble d'aiguilles 55 dont le mouvement est synchronisé avec celui de noueurs 57 Il est évident que ce mécanisme est étranger avec le principe de fonctionnement de la presse et que tout autre mécanisme de ficelage convenable pourra être choisi. La presse précitée fonctionne de la manière suivante Au cours de l'avancement de la presse, l'organe de ramassage 50 soulève les andains"a" et les fait passer vers l'arrière au contact du convoyeur 52 et dans la conduite de chargement 7 Les dents 32 du chargeur 35 montées à rotation autour de l'axe commun 33 sont entrainées par le maneton de commande 34 et décrivent une courbe A 49398 I 1676 en forme de haricot déterminée par la position relative de l'axe 36 et du pivot 28 La forme de la courbe A peut donc être modifiée soit par le déplacement du pivot 28 sur le maneton 27, soit par le déplacement de l'axe 36 Dans l'exemple illustré par les figures 2, 3, 4 on réalise le déplacement du pivot 28, ce qui explique - qu'au cours d'une course complète du piston presseur 9, les dents 32 du chargeur décrivent trois courbes différentes A, B, C. Le préréglage des différents manetons 11, 18, 34 permet par exemple d'obtenir une vitesse de rotation du maneton 34 autour de l'axe 36, trois fois supérieure de celle du maneton 11 autour de l'axe 20 du vilebrequin 12. A ce stade de la description, il-semble important d'expliciter certaines caractéristiques importantes de la presse Il faut d'abord souligner que le déplacement du pivot 28 peut être asservi à une commande hydraulique ou électronique De ce fait, on a utilisé dans la description le terme général de transmission qui lie les déplacements synchrones du piston 9 et du chargeur 35. Le pivot 28 est monté sur un maneton 27 monté à rotation autour de l'axe 26 Ceci explique que les positions du pivot 28 et de l'axe 26 peuvent être confondues ainsi que représenté à la figure 1 ou décalées sous l'action du déplacement communiqué par la bielle de renvoi 21. -Au cours de la première rotation du chargeur 35 (figure 2) le piston presseur 9 se déplace vers la position de point mort avant et sa face inférieure ferme l'orifice d'admission 6 La bielle de renvoi 21 modifie l'orientation du palonnier 22 sur son axe 23 Le déplacement angulaire de l'axe 26 du pignon 25 autour de l'axe 23, assure l'engrènement des pignons 24, 25 et la transmission du mouvement au pivot 28 solidaire du pignon 25 par le maneton 27. Les extrémités des dents 32 du chargeur 35 décrivent alors la courbe A et transportent la charge élémentaire I prélevée en sortie du 49398 1 167 f 8 - du convoyeur à vis 52 à la partie supérieure de la conduite de chargement 7 Une précompression de la charge est réalisée conjoin- tement par l'action des dents du chargeur et des lames articulées constitutives de la partie haute de la paroi 71 de la conduite de chargement. Au cours de la deuxième rotation du chargeur 35 (figure 3), le piston presseur 9 amorce son mouvement de recul mais sa face infé- rieure recouvre toujours l'orifice d'admission 6 Le palonnier 22 et le pivot 28 se déplacent comme il vient d'être dit en référence à la figure 2 à l'aide du système de transmission précédemment décrit Les extrémités des dents 32 du chargeur 35 décrivent alors la courbe B et transportent une nouvelle charge élémentaire II prélevée en sortie du convoyeur à vis 52 qui est maintenant précom- primée conjointement avec la première charge I. Au cours de la troisième rotation du chargeur 35 (figure 4), le piston presseur 9 continue son mouvement de recul et sa face inférieure découvre l'orifice d'admission 6 Le palonnier 22 et le pivot 28 sont de nouveau déplacés sous l'action du système de transmission. Les extrémités des dents 32 du chargeur décrivent alors la courbe C et transportent une nouvelle charge élémentaire III derrière les charges I, II précédentes Les trois charges-sont introduites dans le canal de pressage 5. Les trois courbes A, B, C décrites sont consécutives aux déplacements du pivot 28 autour de l'axe 26 du pignon 25 et ce même axe 26 décrit une trajectoire circulaire autour de l'axe de rotation 23 du palon- nier 22. Il y a lieu de noter que l'axe 26 qui supporte le maneton 27 porteur du pivot 28 tourne conjointement avec le maneton 34 porteur de l'axe de rotation 33 des dents 32 du chargeur La trajectoire du pivot 28 pourra également être modifiée par suite d'un ajustement des cotes 49398 1 1676 d'implantation des axes 23, 26, 36. Dans l'exemple précité les dents du chargeur 35 décrivent trois courbes différentes dont la forme est déterminée par construction à partir des dimensions des organes cinématiques de la transmission qui relie le piston presseur au chargeur Il est cependant évident que ni le nombre de courbes telles que A B C ni leur forme ne saurait être limité par l'exemple de la presse décrit et qu'il suffira par exemple de modifier le rapport des vitesses de rotation des manetons 11, 34 et la position de réglage de organes de la transmission pour augmenter leur nombre et pour modifier la forme de ces courbes. Dans la presse réalisée conformément aux figures 1 à 5, le piston presseur 9 est guidé latéralement dans le canal de pressage 5 par des galets dans le but d'obtenir un déplacement du piston au cours duquel la face avant de celui-ci reste parallèle à elle-même. Lorsque la balle formée atteint la dimension requise, les aiguilles 55 articulées autour d'un axe 56, sont introduites dans le canal de pressage 5 par des fentes 63 près de la face avant du piston. Selon un mode de construction connu, la face avant du piston porte à cet effet des passages des différentes aiguilles. Dans le but d'assurer notamment un meilleur remplissage du canal de pressage 5, et une ouverture et fermeture rapides de l'orifice d'admission 6, il est ici proposé d'adjoindre au piston presseur 9 un guidage simplifié A cet effet, la face arrière du piston est solidaire d'une queue rigide 10 accrochée au maneton 11 du vilebre- quin 12 Le moyen de guidage latéral de chaque face du piston est limitée à un seulorgane 60,61 dans le-but d'autoriser des oscillations du piston autour d'un axe horizontal passant respectivement par un galet de guidage 61 et un galet de soutien 60 qui constituent les moyens de guidage du piston en association avec des pistes de roulement réglables prévues sur les faces latérales opposées du canal de pressage 5 et avec les logements des organes 60, 61. 49398 1 16 - La face avant 9 a du piston presseur occupe conformément à a figusre 7, au cours d'une rotation du maneton 11, des positions successives obliques par rapport au fond du canal de pressage 5 et des positions perpendiculaires audit fond lorsque le piston occupe les positions de point mort avant et de point mort arrière. Les avantages supplémentaires obtenus par le modede guidage simplifié du piston 9 réside dans le fait que l'obliquité de la face avant au cours de la phase de compression réduit sensiblement les efforts sur le maneton 11 Il y a également lieu de noter que l'inclinaison de la face avant du piston est favorable à une meilleure protection des aiguilles 55 dès leur introduction dans le canal de pressage 5 en les préservant des chocs éventuels contre le piston. Ces caractéristiques parmi d'autres qui n'ont sans doute pas été spé- cialement soulignées dans la description de la presse et de son mode de fonctionnement, permettent la fabrication de balles de fourrage relativement compactes dent la masse volumique est sensiblement cons- tante Il va de soi que des modifications de détail pourraient être apportées à la presse représentée sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 11 - REVENDICATIONS. 1/ Presse à piston pour formage de balles de fourrage du type compor- tant un chassis ( 1) formant intérieurement un canal de pressage ( 5) dans lequel se meut d'un mouvement alternatif, un piston presseur ( 9), un orifice d'admission ( 6) par lequel entrent dans le canal de pres- sage ( 5) des charges de fourrage, une conduite de chargement ( 7) qui débouche dans le canal de pressage ( 5) par ledit orifice ( 6), un chargeur ( 35) qui fonctionnant en synchronisme avec le mouvement al- -ternatif du piston ( 9), introduit périodiquement dans la conduite de chargement ( 7) des charges élémentaires pour les faire passer de la conduite de chargement ( 7) dans le canal de pressage ( 5), caractérisée par le fait que le chargeur ( 35) et le piston presseur ( 9) sont res- pectivement associés à un sytème de transmission ( 21, 22, 25, 24, 27, 28, 30) de transformation d'un mouvement circulaire continu d'un vilebrequin de commande ( 12) du piston presseur ( 9) en un mouvement circulaire alternatif synchrone du pivot de commande ( 28) du chargeur ( 35). 2/ Presse de formage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le système de transmission entre le chargeur ( 35) et le piston ( 9) porte des moyens d'ajustage de la trajectoire dudit char- geur ( 35). 3/ Presse de formage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les moyens d'a Justage de la trajectoire du chargeur ( 35) sont constitués par au moins un pivot ( 28) porté par un maneton mobile ( 27) à mouvement asservi au système d'entraînement du pistondans le but d'obtenir des trajectoires différentes (A,B,C) desdents ( 32) du chargeur ( 35). 4/ Presse de formage selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le système d'entraînement du piston presseur ( 9) est-com- posé d'une queue ( 10) associée à l'axe d'articulation d'une bielle de renvoi ( 21) d'un palonnier ( 22) mobile autour d'un axe ( 23) fixé au chassis et portant l'ensemble de transmission de mouvement ( 24, 25) au maneton ( 27) porteur du pivot ( 28) d'ajustement de la trajectoire du chargeur ( 35). du chargeur ( 35). 49398 t 12 - / Presse de formage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le chargeur ( 35) est constitué, de manière connu en soi, par un ensemble de dents ( 32) d'une fourche engagée dans des fentes de passage longitudinales d'une paroi supérieure ( 71) de la conduite de. chargement ( 7) solidaires d'un même axe ( 33) monté sur un bras arti- culé ( 34) fixé au chassis ( 1) et entrainé à partir du maneton ( 27) porteur du pivot ( 28) d'ajustement de la trajectoire du chargeur ( 35). 6/ Presse de formage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'axe d'articulation ( 36) du bras ( 34), support des dents ( 32) est associé à des moyens d'ajustage de la trajectoire (A) du chargeur. 7/ Presse de fermage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la conduite de chargement ( 7) porte un moyen de précompres- sion et de laminage des charges de fourrage. 8/ Presse de formage selon les revendications 5 et 7, caractérisée par le fait que les fentes de passage longitudinales de passage des dents du chargeur sont constituées par les intervalles successifs d'un en- semble de lames articulées-( 40) constitutives de la paroi supérieure ( 71)de la conduite de chargement et du moyen de précompression et de laminage. 9/ Presse de formage selon l'une des revendications 1 à 8, caracté- risée par le fait que les moyens ( 32) de formation et d'accumulation des charges élémentaires de fourrage (I, II, III)-constituent également le moyen de poussée de l'ensemble desdîtes charges dans le canal de pressage ( 5). / Presse de formage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le-piston presseur ( 9) porte l'axe d'articulation d'une queue d'accrochage ( 10) fixée au maneton ( 11) d'un vilebrequin moteur ( 12) et des moyens de guidage disposés entre le piston et deux parois opposées du canal de pressage, coopérant à l'oscillation de la face avant du piston. 49398 1 1676