Brevet FR2554309A1 — publié le 19850510

La présente invention concerne le domaine des machines de récolte et plus précisément la configuration des couteaux utilisés sur les têtes rotatives de coupe des machines de récolte du fourrage, destinés à réduire les matières récoltées en innombrables petits tronçons ou fragments. Les couteaux d'une tête de coupe d'une machine de récolte de fourrage sont normalement effilés au bord' de coupe afin qu'ils forment un bord aiguisé qui tranche les matières de récolte introduites lorsqu'elles passent sur une barre fixe de cisaillement. Suivant la nature de la partie inclinée, les récoltes introduites peuvent cependant se déplacer vers l'intérieur avec une vitesse suffisante par rapport à la vitesse de déplacement du couteau dans la matière pour qu'elles appuient contre la surface de la partie inclinée pendant le court instant pendant lequel le couteau effectue sa coupe. Ce choc du matelas de récolte qui parvient contre une surface qui ne coupe pas du "cylindre" formée par la périphérie de la tête de coupe pendant sa rotation à grande vitesse peut avoir une importance très grande sur la consommation d'énergie nécessaire pendant l'opération de récolte.On a noté à cet égard que, lorsque le matelas introduit frappait le cylindre de coupe au lieu de glisser régulièrement à l'intérieur, les rouleaux d'avance qui font avancer le matelas dans le cylindre nécessitent obliga toirement plus d'énergie que dans le cas contraire. Dans des cas extrêmes, le matelas introduit peut même présenter une "ébullition" à l'embouchure du cylindre et peut refuser de pénétrer. Bien qu'il soit courant parmi les frabricants de machines agricoles de réaliser les couteaux de la tête de coupe avec une partie inclinée suffisamment effilée pour que ce type de choc gênant sous l'action des matières de récolte introduites n'apparaisse pas initialement, les bords de coupe deviennent rapidement émoussés et ils doivent donc être souvent réaffilés lorsque l'opérateur veut obtenir des caractéristiques optimales.Bien que des organes d'aiguisage qui s'adressent à chaque couteau individuellement puissent meuler le bord de coupe avec une inclinaison telle que la matière est retirée de chaque couteau à l'intérieur du "cercle de coupe" délimité par les bords externes des couteaux pendant la rotation et donnent ainsi un dégagement acceptable évitant le choc des récoltes indiqué précédemment, d'autres types de dispositifs d'aiguisage qui s'adressent à l'ensemble du cylindre de coupe pendant sa rotation à grande vitesse ne peuvent pas retirer la matière des couteaux à l'intérieur du cercle de coupe étant donné leur principe.Dans ce type d'aiguisage continu de la tête de coupe qui tourne contre une pierre fixe ou analogue, le résultat est que l'inclinaison de chaque couteau correspond sensiblement au cercle de coupe si bien que ces surfaces sont en contact avec l'extrémité du matelas de récolte qui avance lorsque les couteaux tranchent le matelas. L'invention concerne un type de couteau qui réduit au minimum les perturbations mutuelles des talons des couteaux et de l'extrémité du matelas de matière de récolte qui est introduit, même lorsque les couteaux sont aiguisés in situ par un dispositif d'aiguisage tendant à donner aux surfaces des parties inclinées une direction sensiblement tangente au cercle de coupe. Une autre caractéristique importante de l'invention est la réalisation d-'un couteau qui, par sa nature même, permet un aiguisage facile et commode et facilite ainsi un aiguisage fréquent, assurant une meilleure coupe et l'obtention de tronçons de longueur plus uniforme. A cet effet, chaque couteau a une partie de montage relativement épaisse et robuste et une partie ou un bord de coupe relativement mince et placée en surplomb telle que la partie épaisse assure la robustesse et la résistance à la rupture, et que la partie de coupe réduit au minimum le contact entre le matelas de récolte et la partie inclinée du couteau, quel que soit l'angle d'inclinaison de cette partie inclinée elle-même. Un type de construction comprend la réalisation du bord de coupe avec une cavité longitudinale le long du bord de coupe de ce qui serait normalement le côté interne du couteau par rapport à son orientation de montage sur la tête de coupe.Lorsque la partie inclinée destinée à coopérer avec la matière de récolte se trouve de l'autre côté ou du côté externe du couteau, celui-ci peut avoir une épaisseur minimale dans la région de la partie inclinée alors que la partie restante de montage du couteau peut être nettement plus épaisse, de préférence deux fois plus épaisse. Dans une autre construction, la cavité se trouve du même côté externe du couteau que la partie inclinée et permet donc à la partie de contact avec la récolte d'être notablement plus mince que la partie de montage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation schématique des principaux éléments associés à la caisse de coupe d'une machine de récolte de fourrage, la tête de coupe ayant des couteaux réalisés selon l'invention la figure 2 est une coupe partielle agrandie de l'un des couteaux et de la structure associée de montage la figure 3 est une élévation frontale du couteau, représentant sa faible torsion longitudinale la figure 4 est une vue de bout légèrement agrandie du couteau la figure 5 est une vue agrandie de bout d'une autre construction de couteau la figure 6 est une élévation partielle d'un couteau connu en position de travail lorsqu'il coupe le matelas de récolte qu'il réçoit la figure 7 est une vue partielle de bout d'un exemple de couteau connu lorsqu'il quitte normalement l'usine, avec un bord bien aiguisé la figure 8 est une vue partielle de bout du même couteau que sur la figure 7 après un nouvel aiguisage par un dispositif fixe d'aiguisage prenant appui contre une tête rotative de coupe la figure 9 est une vue partielle de bout d'un couteau selon l'invention lorsqu'il quitte l'usine, avec un bord bien aiguisé ; et la figure 10 est une vue partielle de bout du couteau de la figure 9 lorsque celui-ci a été réaiguisé de la même manière que le couteau représenté sur la figure 8. La tête 10 de coupe est destinée à recevoir un matelas de matière de récolte provenant de cylindres d'avance 12, avec un débit réglable par rapport à la vitesse de rotation de la tête 10 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, suivant la longueur voulue pour les fragments qui sont découpés dans le matelas de matière de récolte par la tête 10. Pendant la rotation, la tête 10 coopère avec la barre fixe 14 de cisaillement, de manière connue, et effectue ainsi la coupe voulue. La tête 10 de coupe comporte une série de rayons 16 de support dont un seul est représenté et qui sont espacés le long d'un arbre 18 de montage afin qu'ils portent une série de couteaux allongés.20 à la périphérie externe de la tête 20. Chaque couteau 20 a une configuration plane de forme générale rectangulaire, bien qu'il soit aussi légèrement -tordu suivant-son axe longitudinal comme représenté sur la figure 3 si bien que l'action de coupe de chaque couteau 20 en coopération avec la barre 14 de cisaillement correspond plus à une découpe progressive qu'à un hachage brusque. Le couteau des figures 1 à 4 a un corps allongé ayant une partie relativement épaisse de montage qui porte la référence générale 22 et une partie marginale de coupe relativement mince qui porte la référence générale 24. La partie 22 de montage a une face externe plate 26 et une face interne opposée 28 parallèles l'une à l'autre (mis à part la torsion longitudinale indiquée précédemment), et un bord arrière carré 30 relie les deux faces 26, 28 et est placé sur toute la longueur du corps du couteau. La partie marginale 24 de coupe comporte d'autre part un bord longitudinal externe 32 formé sur toute la longueur du corps, une partie inclinée 34 placée de façon continue le long du bord 32, vers l'intérieur de celui-ci, à la face externe du corps, et une cavité longitudinale 36 placée le long du bord 32, vers l'intérieur du corps. La cavité 36 est partiellement délimitée par une surface marginale 38 dirigée vers l'intérieur à partir du bord avant 32, parallèlement à la face interne 28 et en retrait par rapport à celle-ci, et elle est en outre délimitée par une surface concave de transition 40 qui relie la surface marginale 38 à la face 28 en un point qui se trouve vers l'intérieur du bord 32.La largeur de la surface marginale 38 est telle qu'elle se termine vers l'intérieur à la surface 40 de transition en un point qui se trouve vers l'intérieur de la ligne d'intersection 42 de la partie inclinée 34 et de la face externe 26, du côté du corps du couteau opposé à la cavité 36. Tous les couteaux 20 ont aussi une série de trous 44 de montage (figures 2 et 3) traversant la partie 22 afin que les couteaux 20 puissent être commodément fixés aux croisillons 16. Il faut noter à cet égard que chaque bras 46 dépassant vers l'extérieur du croisillon 16 a un siège plat 48 près de son extrémité externe, ce siège étant placé au-dessous de la face 28 du couteau 20 et au contact de celui-ci lorsqu'il lui est fixé par des boulons 50 de montage passant dans les trous 44. Comme l'indique la figure 2, la fente 45 donnant du jeu dans chaque bras 46 s'élargit par rapport aux boulons 50 de montage de manière que la position avant-arrière ou intérieur-extérieur du couteau 20 puisse être réglée de la manière nécessaire ou à volonté à l'aide de boulons poussoirs 47 placés à l'arrière du couteau 20. De préférence, le siège 48 a, par rapport au couteau 20, des dimensions telles que, lorsque le couteau est fixé sur la tête 10, l'ensemble de la partie marginale 24 de coupe se trouve vers l'extérieur de l'extrémité externe du bras 46 comme représenté par exemple sur la figure 2. Une autre construction de couteau de coupe selon l'invention est représentée sur la figure 5 et porte la référence générale 120. Ce couteau est analogue au couteau 20 des figures 1 à 4, mais la cavité 136 est placée vers l'extérieur et non vers l'intérieur comme dans le cas du couteau 20. A cet égard, la face interne 128 du couteau 120 est disposée sans interruption du bord arrière 130 jusqu'au bord avant externe 132 et se trouve dans le même plan sur toute sa longueur (mis à part la torsion longitudinale du couteau 120 comme indiqué précédemment). Comme dans le cas du couteau 20, la partie marginale 124 de coupe du couteau 120 est plus mince que la partie 122 de montage, et la partie inclinée 134 est formée le long du bord 132 sur toute la longueur de celui-ci, du côté externe du couteau 120.La cavité 136 est placée près de la partie inclinée 134, vers l'intérieur de celle-ci, et comporte une surface marginale 138 allant vers l'intérieur depuis la partie inclinée 134, parallèlement aux faces 126 et 128 du couteau 120. La cavité 136 est en outre délimitée par une surface inclinée 140 de transition dirigée vers l'intérieur depuis la surface marginale 138 et placée entre celle-ci et la face externe 126. Il faut noter que le couteau 120 peut être fixé à la tête 10 de la même manière que le couteau 20, bien que cela ne soit pas représenté, à l'aide d'un dispositif de montage comprenant des boulons 50 passant dans des trous 44. De même, il est préférable que la partie marginale 124 de coupe du couteau 120 soit placée entièrement à l'extérieur de l'extrémité externe des bras 46 associés aux croisillons 16. On considère maintenant le fonctionnement. La figure 6 représente un couteau de type connu au moment auquel il traverse un matelas de matière de récolte. Comme l'indique la figure 6 et étant donné que le matelas continue à avancer vers l'intérieur pendant le passage du couteau, l'extrémité antérieure du matelas prend appui contre la surface de la partie inclinée du. couteau ou se trouve seulement à une faible distance de celui-ci, suivant l'inclinaison de cette partie inclinée. La figure 7 indique à cet égard que, dans le cas d'un couteau 9 ayant une partie inclinée fortement, seul le bord externe du couteau vient au contact de l'extrémité du matelas lorsque le couteau le traverse, cette extrémité étant indiquée en traits mixtes sur la figure 7. Cependant, après l'aiguisage du couteau connu à l'aide d'un organe fixe d'aiguisage qui est en appui à la périphérie de la tête de coupe lorsqu'elle tourne à grande vitesse, la partie inclinée vient finalement au niveau du cercle délimité par les bords externes des couteaux comme l'indique la figure 8 si bien que l'extrémité du matelas vient alors au contact du couteau qui le traverse comme indiqué par la partie comprise entre les deux flèches de la figure 8 et repérée par la référence X. Ce contact a un effet nuisible important sur le rendement de travail et notamment parce que la puissance nécessaire, surtout dans l'ensemble d'entraînement des rouleaux d'avance, augmente d'une manière mesurabie, et la matière de récolte peut même avoir tendance à être rejetée. Lors de l'utilisation du couteau 20 selon l'invention cependant, le contact entre l'extrémité du matelas et la partie inclinée 34 est nettement inférieur à celui d'un couteau classique, malgré l'utilisation des mêmes techniques d'aiguisage pour les deux types de couteaux. La figure 9 indique qu'il reste un espace important entre l'extrémité du couteau et la partie inclinée 34 lorsque le couteau 20 est neuf, mais même après un nouvel aiguisage de celui-ci tel que la partie inclinée 34 vient pratiquement au niveau du cercle parcouru par le bord 32 comme l'indique la figure 10, le contact indiqué par la référence Y sur la figure 10 est bien inférieur au contact cor respondant X de la figure 8. On peut obtenir le même type d'avantage avec la construction de couteau 120 bien que, dans la plupart des cas, le couteau 20 soit préférable au couteau 120 car le boulon 50 associé au couteau 20 peut être placé plus près du bord de coupe 32 que dans le cas du couteau 120 si bien que le moment de flexion du couteau, entre son bord externe et le boulon de montage, peut être réduit. Il est aussi important de noter que le bord 32 est légèrement bombé vers l'extérieur au lieu d'être rectiligne et parallèle vers le bord arrière 30, dans la plupart des cas. A cet égard, selon l'invention, la cavité 36 ou 136 peut suivre l'arc formé par le bord 32 ou 132 avec une largeur constante sur toute la longueur du couteau ou, dans une variante, l'extrémité arrière de la cavité peut rester parallèle au bord arrière 32, 132, la cavité pouvant avoir dans ce dernier cas une forme pratiquement en partie de secteur de cercle. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Couteau destiné à couper des matières de récolte et à être fixé à la périphérie d'une tête rotative de coupe, caractérisé en ce qu'il comporte une partie marginale allongée de coupe de forme générale plate et disposée longitudinalement (24), ayant un bord longitudinal externe (32), une partie inclinée (34) placée le long du bord à la face normalement radialement externe du corps, et une cavité (36) placée le long du bord sur l'autre face normalement radialement interne du corps (20) afin que la partie marginale de coupe soit plus mince que la partie restante du corps. 2. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (36) est partiellement délimitée par une surface marginale (38) dirigée vers l'intérieur à partir du bord (32) à la face interne du corps, en direction sensiblement parallèle à une face plate correspondante (28) du reste du corps et en retrait par rapport à cette face. 3. Couteau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité (36) est en outre délimitée par une surface concave de transition (40) placée à distance du bord et allant de la surface marginale (38) à la face plate (28). 4. Couteau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (10) a une seconde face plate (26) à sa face externe, se raccordant à la partie inclinée suivant une ligne d'intersection (42) qui est parallèle audit bord (32), la surface marginale (36) s'étendant vers l'intérieur par rapport au bord au-delà de la ligne d'intersection. 5. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie marginale de coupe (24) a de façon générale la moitié de l'épaisseur du reste du corps. 6. Couteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (20) est légèrement tordu autour de son axe longitudinal. 7. Couteau destiné à couper des récoltes et à être fixé à la périphérie d'une tête rotative de coupe, caractérisé en ce qu'il comprend un corps allongé et de forme générale plate (120) ayant une partie marginale longitudinale de coupe (124) ayant un bord longitudinal externe (132), une partie inclinée (134) placée le long du bord du côté normalement radialement externe du corps, et une cavité (136) disposée le long de la partie inclinée et vers l'intérieur à la face externe du corps (120), si bien que la partie marginale de coupe est plus mince que le reste du corps (120). 8. Couteau selon la revendication 7, caractérisé en ce que la cavité (136) est délimitée en partie par une surface marginale (138) dirigée vers l'intérieur à partir de la partie inclinée, en direction sensiblement parallèle à une face plate correspondante de la face externe du corps et en retrait par rapport à cette face. 9. Couteau selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cavité (136) est en outre délimitée par une surface inclinée de transition (140) reliant la surface marginale à ladite face. 10. Couteau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (120) a une face plate (128) à sa face interne, cette face étant disposée sans interruption jusqu'au bord depuis un point qui se trouve vers l'intérieur de la cavité. 11. Couteau selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la partie marginale de coupe (124) est sensiblement égale à la moitié de celle du corps. 12. Couteau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps (120) est légèrement tordu autour de son axe longitudinal.