Brevet FR2655569A1 — publié le 19910614

La présente invention a pour objet un broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, destiné à être utilisé, notamment mais non exclusivement, pour le broyage de végétaux ou de bois coupé provenant de la taille de plantes, d'arbres ou d'arbustes disposés en rangées parallèles telles que par exemple les rangées de vignes. Actuellement, certains travaux effectués sur des plantes, arbres ou arbustes, et notamment sur les pieds de vignes sont réalisés manuellement dans des conditions souvent difficiles. C'est ainsi que la taille de ces pieds de vignes a toujours lieu en période hivernale dans des conditions climatiques généralement rigoureuses. Naturellement, la taille de ces plantes, arbres ou arbustes génère la formation de débris de végétaux ou de morceaux de bois de tailles et de formes variées. Pour détruire ces débris végétaux ou ce bois, il est connu des vignerons de procéder à leur destruction par le feu. Toutefois, de tels brûlages sont généralement, d'une part astreignants car il faut rassembler en tas les débris et les morceaux de bois et, d'autre part difficile à réaliser en raison de la mauvaise combustion de ceux-ci. En effet, la serve contenue dans ces débris ne permet pas leur disparition totale, ce qui entraîne la formation de tas de débris à moitié calcinés qui sont généralement des foyers ultérieurs de développement de maladies ou de prolifération de parasites. De plus, les fumées dégagées par cette combustion sont généralement rendues toxiques en raison des produits qu'elles contiennent et qui proviennent des différents traitements auxquels la vigne est soumise. Pour remédier à ces inconvénients, il est connu de procéder au broyage et à la destruction ainsi qu'à la réduction sous forme de copeaux ou de sciures de ces débris végétaux ou de ces morceaux de bois. Toutefois, de manière à pouvoir procéder à cette opération de broyage, il est nécessaire que le vigneron regroupe préalablement et de façon régulière les divers débris végétaux et les morceaux de bois, ou de sarments. Une telle opération de mise en place de ceux-ci est très astreignante car il est nécessaire de la réaliser manuellement et souvent dans de mauvaises conditions climatiques. De plus, après cette opération de regroupement et d'alignement des débris végétaux, il est nécessaire que le vigneron utilise un tracteur de forte puissance pour actionner un broyeur. Or, un tel broyeur est d'une part généralement très bruyant, et d'autre part il entraîne la production d'une concentration importante de sciure qui favorise le développement ultérieur des parasites. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant un broyeur de petite dimension à entraînement à vitesse différentielle qui permet simultanément à l'opération de taillage, par broyage hachage perpendiculairement à la longueur des débris végétaux et des morceaux de bois ou de sarment, de réduire le volume de débris et de bois provenant de la taille des pieds de vignes sans création de sciure. De plus, ce broyeur de petite taille est conformé de manière à être adapté sur un engin du type enjambeur.Sur cet enjambeur, le vigneron, par l'intermédiaire d'un sécateur manuel ou assisté tels qu'un sécateur hydraulique, électrique, pneumatique ou autres similaires, taille des pieds de vignes et dispose ensuite immédiatement les débris végétaux et les morceaux de bois ou de sarments quelle que soit leur taille à l'intérieur de ce broyeur, ce qui permet de réduire considérablement les manipulations. Enfin, un tel broyeur est silencieux et solide, d'un encombrement réduit et d'un entretien facile. A cet effet, ce broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle comprend un corps composé d'une trémie d'alimentation débouchant dans une chambre de décompression qui aboutit dans un logement constituant une chambre de broyage, dont la base possède un orifice destiné à la libération du broyat, et à l'intérieur duquel se trouvent deux arbres parallèles mobiles en rotation en sens opposé l'un de l'autre et à une vitesse différentielle, l'un de ces arbres qui constitue le couteau étant équipé de lames tranchantes, et l'autre de ces arbres qui constitue le contre-couteau étant équipé de dents, des moyens d'entraînement étant prévus de manière à permettre l'entraînement en rotation de ces deux arbres. Ce type de broyeur de faible puissance et de dimension peu importante, est parfaitement bien adapté à sa mise en place sur des engins du type enjambeur. De plus, l'entraînement en rotation des deux arbres à basse vitesse, d'une part favorise le broyage des débris de végétaux et de morceaux de bois ou de sarments, quelles que soient leurs formes ou leurs tailles, et d'autre part évite les phénomènes de bourrage de ces débris dans l'espace compris entre ces deux arbres. Selon une autre caractéristique intéressante de l'invention, l'arbre qui constitue le couteau est équipé de N lames tranchantes séparées les unes des autres par des intervalles angulaires réguliers et dont chacune présente d'avant en arrière dans le sens de rotation - une première surface orientée radialement, - une seconde surface séparée de la première par une arête, formant une arête de contact avec l'arête de contact correspondante de la dent dont est équipé l'arbre constituant le contre-couteau, et inclinée de l'extérieur vers l'intérieur et d'avant en arrière, - une troisième surface, séparée de la seconde par une arête, inclinée de l'extérieur vers l'intérieur et de l'avant vers l'arrière, dont l'extrémité arrière est raccordée à la lame suivante, cette troisième surface étant orientée sensiblement perpendiculairement à la première surface de la lame suivante. Avantageusement, l'arbre qui constitue le contre-couteau est équipé de 2N dents régulièrement espacées sur sa périphérie, et dont chacune présente une section transversale ayant la forme d'un triangle dont le sommet forme une arête de contact avec la lame tranchante correspondante qui lui est adjacente. Ces deux arbres, qui constituent respectivement le couteau et le contre-couteau, sont disposés à l'intérieur du logement constituant la chambre de broyage perpendiculairement à la chambre de décompression. La forme et l'angle de coupe des lames et des dents sont déterminés de manière d'une part à saisir les débris de végétaux, les morceaux de bois ou de sarments, dans Irespace situé entre les arbres en rotation en sens opposé l'un de l'autre, et d'autre part à pincer ces débris de façon à favoriser leur avancement afin de les couper par effet de guillotine. La traction et l'éjection de ceux-ci se trouvent favorisés grâce au rapport de 2 existant entre le nombre de dents disposées sur l'arbre constituant le contre couteau par rapport au nombre de lames disposées sur l'arbre constituant le couteau. Toutefois, il est possible d'envisager tout autre rapport existant entre le nombre de dents et le nombre de lames tranchantes. C'est ainsi par exemple que l'utilisation d'un couteau équipé de 2N+1 dents permet d'obtenir un travail alternatif de chacune de ses dents, ce qui entraîne une usure homogène et régulière de ces dernières. Selon une autre caractéristique de l'invention, la sortie du moyen d'entraînement du type moteur hydraulique est solidaire de l'arbre constituant le couteau de manière à en assurer son entraînement. Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, un pignon calé sur l'arbre qui constitue le couteau engrène sur un pignon de dimension double calé sur l'arbre qui constitue le contre couteau de manière à en assurer sa rotation en sens opposé et à une vitesse divisée par deux. Une telle transmission de l'entraînement, ainsi que la différence de vitesse d'entraînement résultant de la différence de dimension entre les pignons calés respectivement sur l'arbre constituant le couteau et l'arbre constituant le contre couteau, assurent d'une part un avancement régulier, sans qu'il ait une possibilité de glissement des débris de végétaux et des morceaux de bois ou sarments à l'intérieur de l'espace entre les deux arbres, et d'autre part un broyage régulier de ceux-ci. De plus, grâce à un réglage préalable, ils permettent de réaliser un alignement de l'axe du couteau avec l'axe du contre-couteau ainsi que de l'arête de la lame tranchante du couteau en regard de l'arête correspondant de la dent du contre couteau. Selon une forme préférée de réalisation de ce broyeur pour végétaux de petite dimension à entraînement à vitesse différentielle, comporte d'une part un nombre de dents du pignon d'entraînement du couteau identique à celui du nombre de dents dont est équipé le couteau, et d'autre part un nombre de dents du pignon d'entraînement du contre-couteau identique à celui du nombre de lames tranchantes dont est équipé le contre-couteau. Cette identité entre le nombre de dents des pignons et le nombre de dents dont est équipé le couteau et le nombre de lames tranchantes dont est équipé le contre-couteau permet d'obtenir un alignement de l'axe du couteau avec celui du contre-couteau sans réglage préalable. Avantageusement, la chambre de broyage comporte dans sa partie inférieure deux retours disposés symétriquement par rapport au plan médian vertical de manière à éviter tout phénomène de refoulement des déchets broyés. Selon une autre caractéristique de l'invention, en cas de phénomène de bourrage, le moteur hydraulique est prévu pour entraîner l'arbre constituant le couteau en sens inverse de celui dans lequel il l'entraîne dans le cas du fonctionnement normal de ce broyeur. Un tel fonctionnement permet de débourrer facilement, sans intervention manuelle dans les organes mécaniques du broyeur, les débris qui sont coincés entre les deux arbres. Cela permet d'obtenir, d'une part un débourrage rapide, et d'autre part d'éviter tout risque d'accident. De toute façon l'invention sera bien comprise, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation du broyeur de petite dimension pour végétaux selon l'invention. Figure l est une vue en perspective de l'engin du type enjambeur à l'intérieur duquel est placé ce broyeur pour végétaux de petite taille. Figure 2 est une vue de côté du broyeur à échelle agrandie. Figure 3 en est une vue en coupe suivant la ligne III-III de figure 2.. Figure 4 en est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de figure 3. Ce broyeur pour végétaux de petite taille, selon l'invention est agencé comme représenté à la figure 1, à l'intérieur de l'engin du type connu tel qu'un enjambeur 2, de manière à pouvoir permettre son utilisation pour le broyage de débris de végétaux et de morceaux de bois ou de sarments coupés provenant de la taille de plantes, d'arbres ou d'arbustes disposés en ligne, et notamment mais non exclusivemnt pour des rangées de vignes. Il se compose, comme mieux représenté à la figure 2, d'un corps 3 comportant une trémie d'alimentation 4 de forme tronconique et de dimension suffisante pour permettre l'introduction de divers débris de végétaux à broyer. La base de cette trémie 4 comporte un orifice de sortie 5 à bord incurvé qui débouche à l'intérieur d'une chambre de décompression 6, de forme sensiblement parallèlépipédique et dont la hauteur permet la bonne introduction de débris de végétaux de taille relativement importante. Cette chambre de décompression 6 aboutit dans un logement qui constitue la chambre de broyage 7 et qui est disposée perpendiculairement à cette chambre de décompression 6. A l'intérieur de cette chambre de broyage 7 se trouvent deux arbres 8 et 9, d'axes parallèles et horizontaux, mobiles en rotation en sens inverse l'un de l'autre et à vitesse différentielle. L'un de ces arbres 8 constitue le couteau et est équipé, comme mieux représenté à la figure 4, de six lames tranchantes 10 régulièrement espacées sur sa périphérie à 60 l'une de l'autre. Chacune de ces lames 10 présente d'avant en arrière dans le sens de la rotation, une première surface 10a orientée radialement, une seconde surface lob, séparée de la première surface IOa par une arête l0c formant arête de contact et inclinée de l'extérieur vers l'intérieur et d'avant en arrière, et enfin une troisième surface 10d, séparée de la seconde par l'arête 10c et raccordée à la lame 10 suivante, cette troisième surface 10d étant orientée sensiblement perpendiculairement à la première surface de la lame suivante. L'arbre 9 constitue un contre-couteau et est équipé de douze dents 11, comme mieux représenté à la figure 4, régulièrement espacées sur sa périphérie et disposées à 30 l'une de l'autre. Chacune de ces dents il a une section transversale ayant la forme d'un triangle isocèle et dont le sommet forme une arête de contact I la avec l'arête 10c de la lame correspondante qui lui est adjactente. Comme mieux montré à la figure 4, l'extrémité inférieure de la chambre de broyage 7 comporte un orifice 12 destiné à permettre l'évacuation des débris broyés ainsi que deux retours 13 disposés symétriquement par rapport au plan médian vertical, destinés d'une part à éviter tout phénomène de renvoi des débris broyés et d'autre part à permettre le guidage pour l'évacuation vers l'extérieur de ces débris. Un tube 14 de section sensiblement rectangulaire est fixé à la base de la chambre de broyage 7 sur l'une de ses parois extérieures de manière à permettre l'adaptation du broyeur sur l'enjambeur 2 par des moyens de fixation du type boulon 15. En fonctionnement, la forme et l'angle de coupe des lames 10 et de ces dents Il favorisent d'une part la préhension des débris à broyer et d'autre part à permettre leur avancement régulier à l'intérieur de l'espace situé entre les arbres 8 et 9. De plus, ils permettent d'obtenir un rapport entre la vitesse de coupe et la vitesse d'avancement qui est supérieure à un, ce qui autorise un fonctionnement de ce broyeur permettant d'obtenir un broyage régulier et complet des débris. Comme mieux représenté à la figure 3, la sortie 16 du moteur hydraulique 17 agencée due manière connue et fixéesolidairement à l'une des parois de la chambre de broyage 7, est calq sur l'arbre 8 du couteau de manière à en assurer son entraînement. Le pignon 18 calé sur l'arbre 8 engrène, de manière à en assurer l'entraînement en sens inverse, sur un pignon 19 de dimension double calé sur l'arbre 9. Ces deux pignons calés 18,19 sont préalablement réglés de manière à éviter toutes possibilités de glissement relatif de l'un par rappoprt à l'autre. Ces deux pignons 18, 19 sont insérés dans un logement 20 ménagé dans la chambre de broyage 7 séparé de celui où sont insérés les arbres 8 et 9 qui supportent les lames et les dents par une paroi 21 comportant deux orifices 22 destinés au passage respectif de l'extrémité de chacun de ces arbres 8 et 9 sur lesquels sont fixés les pignons 18 et 19 correspondants. Un logement 23 est ménagé contre l'une des parois extérieures de la chambre de broyage 7, et adjacent au moteur hydraulique de manière à recevoir l'extrémité libre de l'arbre 9. Cette différence de vitesse d'entraînement résultant de la différence de dimension entre les deux pignons 18, 19 assure d'une part un avancement régulier et d'autre part une coupe rapide et homogène des débris à broyer. De manière à obtenir un fonctionnement correct de ce broyeur, il est nécessaire d'avoir un parallèlisme de l'axe de l'arbre 8 du couteau et de l'axe de l'arbre 9 du contre couteau, ainsi qu'un alignement de l'arête 10c de la lame 10 avec l'arête llc de la dent 11 correspondante. En effet, le broyage régulier dû à l'action simultanée des dents 11 et des lames tranchantes 10 sur les débris à broyer est obtenu d'une part grâce au rapport existant entre le nombre de dents 11 et le nombre de lames 10, et d'autre part grâce au rapport différentiel des vitesses d'entraînement en rotation en sens inverse des axes 8 et 9. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation du broyeur pour végétaux de petite taille à entraînement à vitesse différentielle qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation et d'application en respectant le même principe. C'est ainsi que l'on ne s'éloignera pas du cadre de l'invention, par des modifications de la conformation du broyeur, et notamment mais non exclusivement en vue de son adaptation sur d'autres types d'engins, ainsi que par des modifications de la conformation des dents et des lames tranchantes et du rapport existant entre ces dents et ces lames tranchantes. REVENDICATIONS 1 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle caractérisé en ce qu'il comprend un corps (3) composé d'une trémie d'alimentation (4) débouchant dans une chambre de décompression (6) qui aboutit dans un logement constituant une chambre de broyage (7), dont la base possède un orifice (12) destiné à la libération du broyat, et à l'intérieur duquel se trouvent deux arbres (8,9) parallèles mobiles en rotation en sens opposé l'un de l'autre, l'un de ces arbres (8) qui constitue le couteau étant équipé de lames tranchantes (10), et l'autre de ces arbres (9) qui constitue le contre-couteau étant équipé de dents (11), des moyens d'entraînement étant prévus de manière à permettre l'entraînement en rotation de ces deux arbres. 2 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (8) qui constitue le couteau est équipé de N lames tranchantes (10) séparées les unes des autres par des intervalles angulaires réguliers et dont chacune présente d'avant en arrière dans le sens de rotation - une première surface (lova) orientée radialement, - une seconde surface (lob) séparée de la première par une arête (1 Oc), formant une arête de contact avec l'arête de contact correspondante de la dent dont est équipé l'arbre constituant le contre-couteau, et inclinée de l'extérieur vers l'intérieur et d'avant en arrière, - une troisième surface (10d), séparée de la seconde par une arête, inclinée de l'extérieur vers l'intérieur et de l'avant vers l'arrière, dont l'extrémité arrière est raccordée à la lame suivante, cette troisième surface étant orientée sensiblement perpendiculairement à la première surface de la lame suivante. 3 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre (9) qui constitue le contre-couteau est équipé de 2N dents (11) régulièrement espacées sur sa périphérie, et dont chacune présente une section transversale ayant la forme d'un triangle dont le sommet (1 la) forme une arête (1 lb) de contact avec la lame tranchante (10) correspondante qui lui est adjacente. 4 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sortie (16) des moyens d'entraînement du type moteur hydraulique (17) est solidaire de l'arbre (8) constituant le couteau de manière à en assurer son entraînement. 5 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pignon calé (18) sur l'arbre (8) qui constitue le couteau engrène sur un pignon (19 de dimension double calé sur l'arbre (9) qui constitue le contre couteau de manière à en assurer sa rotation en sens opposé et à une vitesse divisée par deux. 6 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'une part le nombre de dents du pignon d'entraînement (18) est identique à celui du nombre de lames tranchantes du contre-couteau et d'autre part le nombre de dents du pignon d'entraînement (19) est identique à celui du nombre de dents (I1) du couteau. 7 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambre de broyage comporte dans sa partie inférieure deux retours (13) disposés symétriquement par rapport au plan médian vertical de manière à éviter tout phénomène de refoulement des déchets broyés. 8 - Broyeur de petite dimension pour végétaux, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, en cas de phénomène de bourrage, le moteur hydraulique (17) est prévu pour entraîner l'arbre (8) constituant le couteau en sens inverse de celui dans lequel il l'entraîne dans le cas du fonctionnement normal de ce broyeur. 9 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ce broyeur est adapté sur un engin du type enjambeur. 10 - Broyeur de petite dimension pour végétaux à entraînement à vitesse différentielle, selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un tube (14) est fixé à la base de la chambre de broyage (7) en vue de son adaptation sur l'engin du type enjambeur par des moyens de fixation du type boulon (15).