Brevet FR2553966A1 — publié le 19850503

Cette invention concerne d'une façon générale les machines agricoles et plus spécialement un équipement qui est adapté de façon à couper l'herbe, le fourrage et les autres récoltes sur pied au moyen de plusieurs organes de coupe rotatifs adjacents. Si l'on se réfère en particulier au fait de couper, faucher ou tondre l'herbe ou le fourrage au moyen de systèmes de coupe multiples ou jumelés, il est habituellement désirable, et généralement nécessaire, que les organes de coupe multiples de la machine coupent l'herbe ou le fourrage de façon uniforme à une longueur unique sélectée. Quand cette opération est effectuée au moyen de plusieurs organes de coupe juxtaposés tournant autour d'axes verticaux adjacents, c'est une tâche assez simple de construire et de régler la faucheuse ou la tondeuse de telle sorte que les lames de coupe tournent toutes à la même hauteur désirée par rapport au sol.Un problème existe toutefois en ce qui concerne le fait de couper l'herbe ou le fourrage entre des organes de coupe rotatifs adjacents, étant donné que des mesures doivent être prises pour éviter les collisions entre des organes de coupes voisins quand ils sont montés de manière à décrire des cercles de révolution se chevauchant. Une solution à ce problème consiste à monter les organes de coupe rotatifs adjacents dans une relation évitant le chevauchement, mais en disposant les axes de rotation verticaux selon une ligne qui est inclinée par rapport à la direction de déplacement de la machine dans le champ ou l'autre zone ot la coupe doit avoir lieu, de telle sorte que les cercles de révolution réels décrits par des organes de coupe rotatifs adjacents ne se chevauchent pas, mais que les surfaces attaquées ou coupées par ces organes de coupe adjacents se chevauchent, pour obtenir une opération de coupe continue et régulière.Toutefois, dans de nombreuses applications, cette disposition structurelle est indésirable, et il est préférable de disposer les organes de coupe de telle sorte que les différents axes de rotation verticaux soient alignés transversalement et en principe perpendiculairement à la direction de déplacement ou de progression de la machine par rapport au sol. Quand plusieurs organes de coupe sont montés de la manière qui vient d'être décrite, il a été usuel, dans la pratique, de faire se chevaucher les cercles de coupe d'organes de coupe adjacents de façon à obtenir avec certitude une coupe continue, mais il est alors nécessaire d'établir et de maintenir avec soin une relation de phase telle, lors de la rotation des différents organes de coupe, que l'on évite un impact des organes de coupe adjacents l'un contre l'autre, comme cela serait le cas si les organes de coupe adjacents traversaient en même temps la zone de chevauchement. La forme la plus commune d'organe de coupe ou couteau est constituée par un support de lame sous la forme d'une paire de bras symétriquement opposés, s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'arbre rotatif vertical sur lequel ils sont fixés, des lames de coupe opposées étant montées aux extremités externes des bras correspondants. Dans le cas d'organes de coupe rotatifs se chevauchant adjacents de ce type, il est nécessaire de mettre en phase des rotors adjacents de telle sorte que les lames de coupe traversent la zone de chevauchement en étant espacées sensiblement de 900, et il devient nécessaire de maintenir cette relation angulaire de façon assez étroite, étant donné que ladite relation de 900 ne permet pas une grande marge d'erreur ou de variation avant qu'il ne se produise une interférence entre les lames.A partir de ce moment, on comprend que le système d'entraînement en rotation idéal va être tout à fait rigide, en n permettant que peu de jeu, de mou ou de rattrapage. Toutefois, d'autres exigences pratiques antagonistes de la technique du fauchage exigent un système d'entraînement en rotation dont au moins certains des éléments sont capables, à certains moments, de présenter une certaine flexibilité. Quand le système d'entraînement en rotation entre la source d'énergie et les différents couteaux ou organes de coupe rotatifs est sensiblement rigide ou non-flexible, un endommagement considérable peut se produire dans les boîtes de transmission, les arbres d'entraînement ou les organes de coupe- eux-mêmes quand l'organe de coupe "scalpe" le sol sur un terrain inégal ou vient frapper un objet dur reposant sur le sol. Etant donné que des accidents de ce type se produisent avec une certaine fréquence et sont difficiles à éviter pendant une opération de fauchage, les machines suivant la technique antérieure ont, dans certains cas, été équipées d'arbres d'entraînement en rotation capables de fléchir sous l'effet de forces inattendues.D'une façon plus précise, certaines machines comportent des arbres d'entrainement en rotation flexibles s'étendant entre les différentes boltes de transmission ou d'engrenages d'une ligne de boites de transmission, de sorte qu'un arret mcment d'une iame rotative peut avoir pour conséquenoe une torsion ou un "enroulerent d'un arbre de transmission ou d'entraînement en rotation, en empêchant un endommagement structurel des organes par suite de cet arrêt, mais aux dépens d'une erreur de positionnement ou d'un défaut d'alignement angulaire pouvant aller jusqu'à 600 sur la longueur de l'arbre flexible.Il est évident que la relation de 900 précitée entre les lames d'organes de coupe adjacents traversant une zone de chevauchement ne peut pas admettre un tel défaut d'alignement résultant des rotors, étant donné que les lames de rotors adjacents vont se heurter, avec un endommagement résultant des lames et peut être du mécanisme d'entraînement. Suivant la présente invention, le problème précité est résolu par l'utilisation d'organes de coupe rotatifs de construction asymétrique mais dynamiquement équilibrés, en combinaison avec un type flexible du système d'arbre d'entrainement. D'une façon plus particuliere, une faucheuse ou tondeuse suivant la présente invention utilise des organes de coupe ou couteaux rotatifs-comprenant chacun une première lame de coupe dont la pointe extérieure se trouve dans une position correspondant à un rayon nettement supérieur à celui de la pointe extérieure d'une seconde lame de coupe de cet organe de coupe, les arbres rotatifs verticaux adjacents de ces organes de coupe ou couteaux étant relativement espacés de telle sorte que les cercles de révolution décrits par la pointe extérieure de la première lame d'un couteau chevauche le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la première lame montée sur chaque arbre adjacent, mais ne chevauche pas le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la seconde lame de chaque arbre adjacent.Des arbres d'entrainement à flexibilite en torsion relient les différents arbres d'entrainement rotatifs verticaux des couteaux et une source d'entraînement en rotation appropriée prévue sur la faucheuse ou tondeuse ou sur un véhicule tracteur, et les positions angulaires relatives d'arbres verticaux adjacents sont telles que, en l'absence de flexion des arbres d'entraînement, les premières lames portées par des arbres adjacents traversent la zone de chevauchement en étant déphasées sensiblement de 1800, La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue en perspective de l'ensemble d'un système suivant .1 'invention. La Fig. 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel pour plus de clarté, d'une boite de transmission utilisée suivant la présente invention. La Fig. 3 est une vue Schématique en élévation des organes de coupe ou couteaux rotatifs suivant la présente invention, dans une première position. La Fig. 4 est une vue schématique en élévation analogue à la Fig. 3, mais montrant les organes de coupe rotatifs dans une position de phase qui est décalée de 1800 par rapport à la représentation de la Fig. 3. La Fig. 5 est une représentation schématique des cercles de révolution décrits par trois organes de coupe rotatifs suivant la présente invention. La Fig. 6 est une vue schématique partielle analogue à la Fig. 5, montrant une variante de la machine suivant l'invention, et La Fig. 7 est une vue de détail d'une variante de réalisation de l'un des organes de coupe suivant l'invention. Si l'on se reporte maintenant à la Fig. 1, le système de coupe rotatif suivant la présente invention est indiqué d'une façon générale en 10, et il comprend un corps ou carter convenable 12 ou analogue, auquel sont reliées des roues porteuses 14, les roues étant de préférence réglables d'une manière bien connue dans cette technique avant de pouvoir régler la hauteur de coupe. Un tracteur 16 est utilisé à la fois pour supporter l'extrémité avant de la machine 10 et pour la tirer à travers un champ où se trouve la récolte à couper t le système d'attelage trois points usuel peut être utilisé, un mouvement de rotation étant fourni au moyen d'un arbre rotatif 17, ce mouvement de rotation étant converti en un mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement en rotation horizontal 18, cette conversion de la rotation ayant lieu dans un carter de boite 20. La Fig. 2 montre certains détails de la boîte de transmission ou de renvoi 20 et les moyens pour transformer la rotation axiale longitudinale de l'arbre 17 en une rotation axiale latérale de l'arbre d'entraînement 18, l'entrée de la boite de transmission fournie par l'arbre 17 étant transférée par un pignon conique 22 à un pignon conique conjugué 24 qui est monte sur l'arbre d'entrainement 18. Le mouvement de rotation est également transmis à un arbre de couteau vertical 26, dont l'extrémité inférieure est reliée à l'un de trois systèmes de couteaux rotatifs représentés à propos de la description du mode de réalisation préféré de la présente invention. Comme on peut le voir sur la Fig. 2, des paliers convenables sont prévus pour tourillonner les différents arbres par rapport à la boîte de transmission 20. Dans la vue en.élévation schématique de la Fig. 3, la boîte de transmission 20 est représentée au-dessus de l'arbre rotatif 26, l'arbre d'entraînement 18 s'étendant depuis les deux côtes de cette boîte de transmission. L'arbre d'entraînement 18 se termine à ses extrémités respectives par des boites de transmission additionnelles 28 et 30, dont chacune comporte des pignons coniques conjugués du type représenté sur la Fig. 2 à propos de la description de la boite de transmission ou de renvoi 20. Le mouvement est converti pour passer d'un mouvement de rotation horizontal à une rotation d'arbres verticaux 32 et 34 comme on peut le voir sur la Fig. 3. Chacun des arbres rotatifs verticaux 26, 32, 34 comporte un organe de montage symétrique 36, 38, 40, qui est fixé rigidement sur lui afin de tourner avec chaque arbre respectif. Les deux bras de chacun des organes formant supports de lames 36, 38, 40 sont symétriques et ont même longueur radiale. Toutefois, la lame 42 portée par le support 38 est nettement plus longue dans le sens radial que la lame opposée 44 de ce support. De même, une première lame 46 portée par le support 36 est nettement plus longue, radialement, qu'une seconde lame 48 portée par ce support, et il est de même d'une première lame 50 montée sur le support 40, qui est plus longue que la seconde lame 52 fixée sur ce support.On comprendra que la pointe extérieure de chacune de ces premières lames 42, 46 et 50 va décrire un cercle de révolution ayant un diamètre nettement plus grand que les cercles de révolution décrits par les secondes lames 44, 48 et 52. Toutefois, chacun de ces rotors asymétriques est dynamiquement équilibré, par exemple en réalisant les secondes lames 44, 48 et 52 en un matériau plus lourd, ou en équilibrant les rotors d'une autre manière, comme le comprendra aisément l'homme de métier. La Fig. 5 montre les cercles de révolution respectifs de ces différents éléments. D'une façon plus particulière, on peut voir sur la Fig. 5 que le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame de coupe 42 portée par l'arbre 32 a un diamètre nettement supérieur à celui du cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame portée par cet arbre. De même, le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame de coupe plus longue 46 portée par l'arbre 26 est nettement plus grand que celui décrit par la pointe exte- rieure de la lame plus courte 48, et le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame de coupe plus longue 50 portée par l'arbre 34 est nettement plus grand que celui du cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame de coupe plus courte 52.Chacun de ces cercles de révolution respectifs peut être observé sur la Fig. 5, sur laquelle on peut voir que le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame de coupe 42 chevauche le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame 46, mais ne chevauche pas le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la lame 48. En bref, les arbres 26 et 32 sont écartés l'un de l'autre d'une distance qui permet le chevauchement des deux cercles de révolution de plus grand diamètre, sans chevauchement toutefois de l'un quelconque des cercles de révolution de plus petit diamètre.De même, l'arbre 34 est disposé par rapport à l'arbre 26 de façon à obtenir ici encore un chevauchement entre les deux cercles de révolution de plus grand diamètre associés à ces deux arbres, sans per mettre de chevauchement avec les cercles de révolution de plus petit diamètre qui leur sont conjugués. La Fig. 4 est une vue en élévation schématique sensiblement identique à celle de la Fig. 3, mais dans laquelle chacun des organes de coupe rotatifs ou couteaux est décalé en position de 1800 par rapport à la représentation de la Fig. 3. L'homme de métier comprendra, par comparaison des Fig. 3 et 4, en association avec la représentation qui forme la Fig. 5, que a relation asymétrique entre les différents couteaux permet d'obtenir une coupe uniforme et continue de l'herbe, du fourrage ou des autres produits de récolte sur pied dans un champ dans lequel la machine suivant l'invention se'déplace.Egalement, bien que les ensembles rotatifs réels soient asymétriques, chacune des structures de rotors comprenant une première lame de coupe s'étendant vers I'extérieur sur un rayon nettement plus grand que celui de la seconde lame de coupe du même rotor, chacun des rotors est dynamiquement équilibré, par exemple en réalisant la lame de coupe plus courte ou le bras de support associé en un matériau plus lourd que celui de la première lame de coupe ou lame de coupe plus longue ou que celui de son support. Suivant une variante, et comme montré schématiquement sur la Fig. 6, deux lames de coupe identiques 54et 56 peuvent être montées sur un support asymétrique 58, la distance radiale entre l'axe de l'arbre 32 et la pointe extérieure de la lame 56 étant supérieure à la distance radiale entre l'axe de cet arbre 32 et la pointe extérieure de la lame 54. Ce résultat est obtenu, malgré la symétrie des lames 54 et 56, au moyen d'un bras ou élément de montage asymétrique 58 dont la partie droite (sur la Fig. 6) est plus longue que la partie gauche correspondante, l'épaisseur du bras plus court étant supérieure à celle du bras plus long, de sorte que le système de rotor est maintenu dans une condition d'équilibre dynamique. Suivant une autre variante encore, la lame plus courte 60 de l'un quelconque des rotors peut avoir une configuration en coin, comme montré sur la Fig. 7, en augmentant ainsi la masse du bras plus court d'un ensemble donné. L'invention a été décrite ci-avant avec certains détails, en particulier en ce qui concerne la description d'un mode de réalisation préféré comme indiqué. Les techniciens spécialisés dans ce ddmaine comprendront toutefois que l'on peut utiliser n'importe quel nombre d'organes de coupe ou couteaux rotatifs latéralement espacés se chevauchant, selon les limitations pratiques imposées lors de la fabrication ou de l'utilisation réelles d'un tel équipement ; par suite, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de trois rotors se chevauchant de ce type, comme décrit et représenté. En outre, bien que la machine puisse parfaitement bien servir à couper l'herbe ou le fourrage ou à un emploi pour d'autres types d'utilisation domestiques, la machine suivant l'invention peut tout aussi bien être utilisée pour couper des récoltes sur pied dans les champs , qu'il s'agisse de récoltes elles-mêmes en cours de croissance ou le chaume demeurant après l'opFra- tion de récolte ou la moisson, tel que le chaume coupé et utilisé comme fourrage. Par suite, l'invention ne doit pas être considérée comme étant limitée aux détails indiqués à propos de la description du mode de réalisation préféré, et sa portée est définie par les revendications, des modifications pouvant être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de cette portée de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et les autres produits agricoles ou récoltes sur pied et munie d'organes de coupe rotatifs adjacents, comprenant un sys teme d'arbre d'entraînement en rotation horizontal oriente transversalement à la direction de déplacement de la machine dans un champ dans lequel la coupe doit avoir lieu, des moyens attaqués par cet arbre d'entraînement pour transformer son mouvement de rotation en un mouvement de rotation autour d'un axe vertical d'un arbre vertical correspondant en prise avec ces différents moyens, et des moyens portés par chacun de ces arbres verticaux pour le montage sur lui de deux lames de coupe diamétralement opposées, caractérisé en ce que les dimensions radiales de ces moyens de montage (36, 38, 40) et/ou de ces lames de coupe (42 - 52) sont telles que la pointe extérieure de la première (42, 46, 50) de deux lames de coupe opposées se trouve à une distance nettement plus grande de l'axe de cet arbre vertical (26, 32, 34) que la pointe extérieure de la seconde (44, 48, 52) de ces lames, ces moyens de montage et/ou ces lames représentant des masses sensiblement égales de chaque côté de cet arbre pour former un rotor dynamiquement équilibré porté par cet arbre, et en ce que des moyens sont prévus pour le montage d'arbres verticaux adjacents (26, 32, 34) de telle sorte que le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la première lame (42, 46, 50) d'un arbre chevauche le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la première lame montée sur chaque arbre vertical adjacent, sans toutefois chevaucher le cercle de révolution décrit par la pointe extérieure de la seconde lame (44, 48, 52) montée sur cet arbre adjacent, les positions relatives en rotation d'arbres verticaux adjacents étant telles que les premières lames portées par des arbres adjacents traversent la zone de chavauchement avec un décalage de phase d'environ 1800. 2.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ce système d'arbre d'entraînement en rotation horizontal (18) est flexible, de sorte qu'une cessation de mouvement temporaire de ces lames de coupe (42 - 52) a pour conséquence une flexion par torsion de ce système d'arbres d'entraînement en rotation horizontal sans interruption de son mouvement de rotation. 3.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de montage prévus sur chaque arbre vertical (26, 32, 34) constituent une paire de bras opposés sensiblement identiques (36, 38, 40), la première lame de coupe (42, 46, 50) ayant une longueur radiale plus grande que celle de la seconde lame de coupe (44, 48, 52) portée par cet arbre. 4.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 3, caractérisée en ce que cette seconde lame de coupe (44, 48, 52) a une masse spécifique supérieure à celle de la première lame de coupe (42, 46, 50). 5.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 3, caractérisée en ce que cette seconde lame de coupe (60) a en section droite verticale une forme de coin. 6.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la première et la seconde lames de coupe (54, 56) portées par chacun des moyens de montage sont sensiblement identiques, les moyens de montage associés (58) étant toutefois asymétriques par rapport à l'axe de l'arbre vertical (32) sur lequel ils.sont montés. 7.- Machine pour couper l'herbe, le fourrage et analogues suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le bras plus court de ces moyens de montage asymétri ques (58) a sensiblement la même masse réelle que le bras plus long desdits moyens de montage.