Brevet FR2641664A1 — publié le 19900720

"Appareil pour le travail du sol, notamment pour travaux forestiers" La présente invention concerne un appareil pour le travail du sol, notamment pour travaux forestiers, du genre comportant un cadre porteur prévu pour être porté ou tracté par un véhicule, et supportant des organes de travail tels que disques rotatifs, chaque organe de travail étant monté individuellement sur le cadre porteur par l'intermédiaire d'un dispositif de support et d'effacement permettant à cet organe de travail de s'effacer sur un obstacle. Un tel appareil est plus particulièrement destiné au travail en profondeur d'un sol encombré de souches et de rochers, constituant autant d'obstacles à son passage. Dans le brevet français N" 80 04857 / 2 476 968, il est décrit un appareil à disques pour le travail du sol, du genre rappelé ci-dessus, qui comprend un cadre porteur rectangulaire sur les deux grands côtés duquel sont assujettis des éléments à disques, ainsi disposés en deux rangées. Chaque disque est supporté individuellement, donc indépendamment des autres disques, par un dispositif purement mécanique permettant l'effacement du disque sur un obstacle, le dispositif de support et d'effacement comprenant principalement ici deux bras et un ressort à lames, ainsi qu'un basculeur, liés entre eux de façon articulée. Pour un travail du sol plus en profondeur, avec utilisation de disques de grand diamètre, la demande de brevet français N" 88 06065 décrit un appareil dans lequel le dispositif de support et d'effacement de chaque disque comporte un vérin oléo-pneumatique, relié à un accumulateur de ga Le dispositif en question comprend un age qui porte le disque et qui est lié à une chape elle-même montée sur le cadre porteur le vérin oléo-pneumatique relie un point de la chape à un point d'un bras de commande agissant sur l'age par l'intermédiaire d'une butée. Le vérin est situé ici dans le même plan vertical que le bras de commande et que I'age, et il assure uniquement le contrôle d'un mouvement vertical du disque, notamment 4 la rencontre d'un obstacle. Les possibilités de débattement latéral restent très limitées, et résultent seulement de l'articulation de la chape sur le cadre porteur autour d'un axe vertical, avec interposition de rondelles élastiques. La présente invention vise à améliorer ce genre d'appareils, en offrant une plus Frande souplesse lors du franchissement d'un obstacle et en garantissant ainsi une fiabilité et une sécurité notablement accrues de l'appareil dans son ensemble, tout en conservant une structure simple et en procurant des possibilités de réglage intéressantes. A cet effet, I'appareil pour le travail du sol objet de l'invention, comprenant pour chaque organe de travail tel que disque un dispositif de support et d'effacement avec un age qui porte l'organe de travail et qui est lié à une chape elle-même montée sur le cadre porteur, ainsi qu'un vérin oléo-pneumatique reliant un point de la chape à un point d'un bras agissant sur l'age, est caractérisé en ce que l'age possède une première partie, sensiblement horizontale, montée tournante autour de son axe longitudinal sur un berceau, lui-même articulé à la chape précitée autour d'un axe de pivotement sensiblement horizontal, et une seconde partie sensiblement verticale, portant l'organe de travail et solidaire d'un bras de levier dirigé latéralement, et en ce que le vérin oléo-pneumatique s'étend en diagonale entre un point d'attache situé sur un côté de la chape et un autre point d'attache situé sur le bras de levier solidaire de l'age et dirigé vers le côté opposé au précédent, de telle sorte que ce vérin contrôle simultanément un mouvement d'effacement latéral de l'organe de travail par rotation de l'age relativement au berceau, et un mouvement d'effacement vertical du même organe de travail par rotation du berceau autour de son axe de pivotement horizontal. Ainsi, un seul vérin oléo-pneumatique, relié de façon connue à un accumulateur de gaz, permet de contrôler deux mouvements différents et complémentaires de l'organe de travail tel que disque. Le dispositif proposé, combinant ces deux mouvements pour permettre au disque de franchir un obstacle. donne à l'ensemble une très grande souplesse et diminue notablement la violence des contraintes -s'exerçant sur les différentes pièces de l'appareil en cours de travail. Selon une forme de réalisation de l'invention, le berceau est composé de deux longerons réunis par deux manchons coaxiaux, et l'age possède, au moins dans sa partie sensiblement horizontale, une section circulaire de préférence pleine. cette partie de section circulaire traversant librement les deu: manchons du berceau. Suivant une caractéristique complémentaire, I'extrémité antérieure de l'age comporte une butée qui vient en appui sur l'un des manchons. sous l'effet de la poussée du vérin, et qui limite le déplacement axial de l'age vers l'arrière. Avantageusement, le premier point d'attache du vérin, situé sur un côté de la chape. et/ou le second point d'attache du vérin, situé sur le bras de levier solidaire de l'age sont réglables latéralement et/ou en hauteur. A cet effet, la chape peut porter sur un côté une cage à trous, pour te positionnement réglable d'une première extrémité du vérin, tandis que le bras de levier solidaire de l'age comporte une autre cage à trous, pour le positionnement réglable de la seconde extrémité du vérin. Le choix des points d'attache du vérin permet de régler facilement: l'angle du plan du disque par rapport à l'horizontale, I'amplitude relative des deux mouvements d'effacement du disque à la rencontre d'un obstacle, et le rappel de ce disque dans sa position initiale apyres franchissement d'un obstacle; le point le plus important est ici le réglage de l'angle du plan du disque avec le plan horizontal, cet angle étant connu aussi sous le nom d'embêchage. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, des moyens élastiques sont prévus, entre la partie de l'age sensiblement horizontale montée tournante sur le berceau, d'une part, et ce berceau ou la chape d'assujettissement au cadre porteur, d'autre part, pour limiter la rotation de l'age et contribuer au rappel de cet age vers sa position correspondant à l'inclinaison normale de travail de l'organe de disque. Ces moyens complémentaires peuvent être, notamment, des rondelles élastiques empilées et insérées entre deux goussets, I'un solidaire de la partie tournante de l'age et l'autre solidaire du berceau, lui-même relié à la chape. De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil pour le travail du sol Figure I est une vue d'ensemble, en plan par dessus, d'un appareil conforme à l'invention pourvu de deux rangées de disques Figure 2 est ine vue partielle de l'appareil de figure 1, en plan par dessus et à échelle agrandie, montrant un disque avec son dispositif de support et d'effacement Figure 3 est une vue en perspective correspondant à figure 2, illustrant le passage du disque sur un obstacle. L'appareil pour travaux forestiers, représenté dans son ensemble sur la figure 1, comprend un cadre porteur rectangulaire I, formé par deux longerons 2, 3 et par deux traverses 4, 5 dont l'une 5 est reliée à une timonerie 6, par laquelle l'appareil peut être accouplé à un dispositif classique à vérins dit "relevage trois points", équipant un véhicule porteur non représenté. Dans une variante, des roues porteuses 7,8 peuvent être montées respectivement sur les deux longerons 2,3 qui constituent les petits côtés du cadre rectangulaire 1, I'appareil étant dans ce cas tracté, et non pas porté par un véhicule. Les deux traverses 4,5 qui forment les grands côtés du cadre rectangulaire I portent, chacune, une rangée d'éléments à disques rotatifs 9. Chaque disque 9 est monté de façon indépendante sur la traverse 4 ou 5, par l'intermédiaire d'un dispositif de support et d'effacement désigné globalement par 10 et décrit en détail plus bas. En considérant l'appareil vu en plan par dessus, comme montré aux figures I et 2, les disques 9 apparaissent situés dans des plans faisant un angle par rapport à la direction loncitudinale de l'appareil, autrement dit par rapport aux longerons 2,3. Tous les disques 9 d'une même rangée sont parallèles entre eux, donc inclinés dans le même sens par rapport à la direction longitudinale de l'appareil. Les disques 9 appartenant aux éléments de la rangée avant possèdent une orientation inversée, par rapport aux disques 9 des éléments de la rangée arrière. Cette disposition assure un auto-équilibrage de l'a? pareil, en cours de travail. De plus, le plan de chaque disque 9 forme, par rapport au plan horizontal, un angle différent de 90 . On décrira maintenant, en se référant aux figures 2 et 3, le détail du dispositif de support et d'effacement 10 d'un disque 9. Le dispositif 10 comprend, à l'avant, une chape 11 d'assujettissement au cadre porteur I, la chape 11 étant montée tournante autour d'un axe vertical 12 sur la traverse 4 ou 5 du cadre 1. L'amplitude du mouvement rotatif de la chape 11 autour de l'axe 12 est limitée élastiquement par deux jeux de rondelles élastiques 13, situés de part et d'autre de cette chape 11. Un berceau 14, composé de deux longerons 15 réunis par deux manchons coaxiaux 16, t articulé sur la chape 11 par un axe de pivotement horizontal 17. Le berceau 14 s'étend de façon générale vers l'arrière à partir de la chape Il, et il peut pivoter dans un plan vertical, sa rotation autour de l'axe 1 étant limitée vers le bas par une butée 18 prévue sur la chape Il. Un age 19 de forme coudée, prévu pour porter le disque 9, possède une partie sensiblement horizontale de section pleine circulaire qui traverse librement les deux manchons 16 du berceau 14 ; il peut donc pivoter librement autour d'un axe sensiblement horizontal A. Une butée 20, prévue à l'extrémité antérieure de l'age 19, vient en appui sur l'un des manchons 16 pour limiter le déplacement axial de l'age 19 vers l'arrière. L'age 19 comporte encore à l'arrière une partie sensiblement verticale, dirigée vers le bas, à l'extrémité inférieure de laquelle est fixé un palier 21 assurant un montage rotatif du disque 9. La partie sensiblement verticale de l'age 19 porte aussi une plaque 22 dirigée latéralement qui, étant solidaire de cette partie, fait office de bras de levier comme précisé plus bas. Un vérin 23, disposé en diagonale, relie un point de la plaque 22 à un point "fixe", lié à la chape 11 et situé sur un côté de cette dernière. A cet effet, la chape 11 porte sur un côté une cage rectangulaire 24 avec plusieurs trous de réglage, pou; le positionnement du point "fixe" du vérin 23. La cage à trous 24 se trouve à droite de la chape 11 pour un élément dont le disque 9 verse à droite, et inversement à gauche de la chape 11 pour un élément dont le disque 9 verse à gauche. La plaque 22 solidaire de l'age 19 comporte une autre cage à trous 25, analogue à celle 24 de la chape 11, qui reçoit l'extrémité de la tige 26 du vérin 23. Ainsi, selon le choix des trous des cages 24 et 25, le vérin 23 relie la chape Il à la plaque 22 en s'étendant suivant une direction diagonale faisant un angle déterminé avec l'axe longitudinal A de l'age 19, et un autre angle déterminé avec le plan horizontal. Le vérin 23 est du type oléo-pneumatique. Ce vérin 23 est relié, par un conduit non représenté, à un accumulateur à gaz tel qu'azote pouvant être commun à plusieurs éléments. Ainsi, le vérin 23 est toujours en pression, et il exerce sur l'age 19, par l'intermédiaire de la plaque 22 faisant office de bras de levier, une poussée déterminée qui peut être réglée au niveau de l'accumulateur à gaz associé à ce vérin 23. Le choix des points d'attache du vérin 23 sur les cages 24 et 25 étant fait, le disque 9 a un embêchage (angle du plan du disque 9 avec le plan horizontal) déterminé, et variable au gré de l'utilisateur. En se référent toujours aux figures 2 et 3, on décrit maintenant le fonctionnement de l'appareil et, plus particulièrement, le comportement d'un élément sur un obstacle tel qu'une souche 27, alors que l'élément considéré avance suivant la flèche 28. Attaquant le sol par la gauche dans l'exemple représenté, le disque 9 qui rencontre l'obstacle 27 tend d'abord à se déplacer latéralement vers la gauche, suivant la flèche 29, provoquant ainsi une rotation de l'age 19 autour de l'axe A et, par l'intermédiaire de la plaque 22, une compression du vérin 23. Si l'effacement latéral du disque 9 (vers la gauche dans l'exemple considéré) n'est pas suffisant pour échapper entièrement à l'obstacle 27, le berceau 14 amorce et poursuit, si besoin est, un mouvement vers le haut par rotation autour de son axe de pivotement horizontal 17. Le disque 9 peut ainsi passer au-dessus de l'obstacle 27, en s'élevant suivant la flèche 30, tandis que la compression du vérin 23 est accentuée. La compression du vérin 23 s'effectue donc en deux temps, correspondant à une première et une deuxième phases de sécurité. Les deux phases s'effectuent d'ailleurs très en douceur, car la course de la tige 26 du vérin 23 est faible de sorte que la pression dans ce vérin 23 varie en fait très peu, grâce à la géométrie de l'ensemble. Une fois l'obstacle franchi, le vérin 23 exerce une action de rappel, ramenant le disque 9 dans sa position normale de travail. Le choix des points d'attache du vérin 23 sur les cages 24 et 25 permet en outre de régler très facilement l'amplitude relative des deux mouvements d'effacement du disque 9, I'un latéral et l'autre vertical, ainsi que le couple de rappel exercé par ledit vérin 23. Avantageusement, comme le montre la figure 3, il est prévu encore un empilement de rondelles élastiques 31, insérées entre deux goussets 32 et 33. Le premier gousset 32 est solidaire de la partie de l'age 19 montée tournante sur le berceau 14. Le second gousset 33 est solidaire d'un longeron 15 du berceau 14. Les rondelles élastiques 31 agissent dans le sens de l'extension du vérin 23, et les fonctions de ces rondelles 31 sont multiples: - elles servent de butée lors de la rotation de l'age 19 relativement au berceau 14 ; - elles accélèrent le retour du disque 9 dans son plan normal de travail, ou plan d'embêchage, après franchissement d'un obstacle; - elles augmentent à l'instant opportun le couple de rappel du disque 9 vers ce plan d'embêchage. Ces moyens élastiques contribuent donc à un retour rapide du disque 9 en position de travail, notamment en terrain dur. Dans le cas où l'obstacle 27 est attaqué très à droite par le disque 9, celui-ci n'a pas la possibilité de s'effacer dans un premier temps latéralement vers la gauche comme décrit précédemment. Dans ce cas, la rencontre de l'obstacle 27 provoque la compression du vérin 23 et des rondelles élastiques 13 situées d'un côté de la chape Il ; I'age 19 amorce immédiatement un mouvement dirigé vers le haut, accompagné par le disque 9 qui "roule" ainsi sur l'obstacle 27. Les mêmes phases de fonctionnement s'appliquent, avec inversion des sens, à un élément à disque 9 attaquant le sol par la droite, donc à un élément appartenant à l'autre rangée montée sur le même cadre porteur 1. L'invention est applicable notamment à des appareils pour travaux forestiers, à disques 9 circulaires ou dentelés, de diamètre plus ou moins grand. Bien entendu, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil pour le travail du sol qui a été décrite cidessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'inventison - par des modifications ou compléments de détail apportés à l'appareil, tels que l'adjonction d'une pièce verticale plate ou circulaire (contre-sèpe) prévue derrière le palier du disque pour s'opposer à la poussée du sol sur le disque en cours de travail - par le recours à tous équivalents, par exemple en remplaçant l'empilement de rondelles élastiques 31 par une barre de torsion s'appuyant d'une part sur la partie tournante de l'age 19, et d'autre part sur la chape Il d'assujettisement au cadre porteur I - par une application à des appareils dont les organes de travail ne sont pas des disques, notamment aux charrues forestières à versoirs et à socs du type "décavjillonneur". REVENDICATIONS 1. Appareil pour le travail du sol, notamment pour travaux forestiers, comportant un cadre porteur (1) prévu pour être porté ou tracté par un véhicule, et supportant des organes de travail tels que disques rotatifs (9), chaque organe de travail (9) étant monté individuellement sur le cadre porteur (1) par l'intermédiaire d'un dispositif de support et d'effacement (10) permettant à cet organe de travail (9) de s'effacer sur un obstacle (27), le dispositif (10) comprenant un age (19) qui porte l'organe de travail (9) et qui est lié à une chape (11) elle-même montée sur le cadre porteur (1), ainsi qu'un vérin oléo-pneumatique (23) reliant un point (24) de la chape (11) à un point (25) d'un bras (22) agissant sur l'age (19), caractérisé en ce que l'age (19) possède une première partie, sensiblement horizontale, montée tournante autour de son axe longitudinal (A) sur un berceau (14) lui-même articulé à la chape précitée (11) autour d'un axe de pivotement sensiblement horizontal (17) et une seconde partie sensiblement verticale, portant l'organe de travail (9) et solidaire d'un bras de levier (22) dirigé latéralement, et en ce que le vérin oléo-pneumatique (23) s'étend en diagonale entre un point d'attache (24) situé sur un côté de la chape (11) et un autre point d'attache (25) situé sur le bras de levier (22) solidaire de l'age (19) et dirigé vers le côté opposé au précédent, de telle sorte que ce vérin (23) contrôle simultanément un mouvement d'effacement latéral (29) de l'organe de travail (9) par rotation de l'age (19) relativement au berceau (14), et un mouvement d'effacement vertical (30) du même organe de travail (9) par rotation du berceau (14) autour de son axe de pivotement horizontal (17). 2. Appareil pour le travail du sol selon la revendication I, caractérisé en ce que le berceau (14) est composé de 'deux longerons (15) réunis par deux manchons coaxiaux (16), et en ce que l'age possède, au moins dans sa partie sensiblement horizontale, une section circulaire de préférence pleine, cette partie de section circulaire traversant librement les deux manchons (16) du berceau (14). 3. Appareil pour le travail du sol selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité antérieure de l'age (19) comporte une butée (20) venant en appui sur l'un des manchons (16), sous l'effet de la poussée du vérin (23), et limitant le déplacement axial de l'age (19) vers l'arrière. 4. Appareil pour le travail du sol selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que le premier point d'attache (24) du vérin (23), situé sur un côté de la chape (il), et/ou le second point d'attache (25) du vérin (23), situé sur le bras de levier (22) solidaire de l'age (19), sont réglables latéralement et/ou en hauteur. 5. Appareil pour le travail du sol selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chape (Il) porte sur un côté un cage à trous (24), pour le positionnement réglable d'une première extrémité du vérin (23), tandis que le bras de levier (22) solidaire de l'age (19) comporte une autre cage à trous (25), pour le positionnement réglable de la seconde extrémité du vérin (23). 6. Appareil pour le travail Ju sol selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la chape (II) une butée (18), pour limiter vers le bas la rotation du berceau (14) autour de son axe de pivotement horizontal (17). 7. Appareil pour le travail du sol selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des moyens élastiques (31) sont prévus, entre la- partie de l'age (19) sensiblement horizontale montée tournante sur le berceau (14), d'une part, et ce berceau (14) ou la chape (II) d'assujetissement au cadre porteur (I), d'autre part, pour limiter la rotation de l'age (19) et contribuer au rappel de cet age (19) vers sa position correspondant à l'inclinaison normale de travail de l'organe tel que disque (9). 8. Appareil pour le travail du sol selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens précités sont des rondelles élastiques (31) empilées et insérées entre deux goussets, I'un (32) solidaire de la partie tournante de l'age (19) et l'autre (33) solidaire du berceau (14), lui-même relié à la chape (1). 9. Appareil pour le travail du sol selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens précités sont constitués par une barre de torsion s'appuyant d'une part sur la partie tournante de l'age (19), et d'autre part sur la chape (II) d'assujettisement au cadre porteur (I).