Brevet FR2661796A1 — publié le 19911115

La présente invention est relative à une machine d'arrachage de betteraves ou analogues, à quatre roues, en particulier automotrice. Une machine arracheuse de betteraves typique comprend un châssis qui porte, entre les roues avant et arrière, un ensemble d'arrachage qui comprend des outils d'arrachage, tels que des socs, portés par une barre transversale, des disques ramasseurs placés directement en arrière, dans le sens de la marche, des outils d'arrachage, ces disques ramasseurs étant suivis d'une série de moyens de transfert et de secouage, par acheminer finalement les betteraves jusqu'à les déverser dans une bennes circulant à côté de la machine d'arrachage. Les outils d'arrachage, les disques de ramassage, et une partie des moyens de transfert et de secouage, sont portés par un bâti commun, soutenu par le châssis, par des moyens articulés ou des chaînes En effet, il est important que certains déplacements soient possibles entre les moyens d'arrachage et le châssis. En fait, les contraintes auxquelles doit répondre la liaison entre le bâti porteur des moyens d'arrachage et de ramassage sont complexes. Les outils d'arrachage doivent pouvoir se déplacer verticalement, afin d'être relevés au-dessus du sol, notamment pour les déplacements sur route Ils doivent également pouvoir se déplacer verticalement d'eux-mêmes au cas o ils rencontreraient un obstacle dans le sol En marche normale, les outils d'arrachage sont calculés pour qu'ils se placent naturellement au niveau convenable par rapport à la surface du sol Les outils d'arrachage doivent également pouvoir se déplacer légèrement dans le sens transversal, de façon à pouvoir compenser le fait que, notamment en début de ligne, il arrive que les roues de la machine ne sont pas placées de façon tout à fait correcte par rapport aux rangées de betteraves à arracher. En outre, pour un fonctionnement correct, il faudrait que la barre qui porte les outils d'arrachage reste toujours parallèle à la surface du sol, ce qui implique qu'elle puisse osciller, dans un plan transversal, par rapport au châssis En effet, il est fréquent de constater que les roues s'enfoncent plus dans le sol du côté o celui-ci a déjà été foulé lors du passage précédent de la machine. D'un autre côté, la partie arrière du bâti qui, outre les outils d'arrachage et les disques de ramassage, porte les premiers éléments du système de transfert doit rester à peu près fixe dans le sens transversal par rapport au châssis En effet, dans cette région de la machine, il y a peu de place entre les roues arrière de la machine, et un déplacement transversal, même relativement faible, pourrait amener l'appareillage à heurter les roues En revanche, des déplacements un peu plus importants peuvent être tolérés dans le sens d'avant en arrière et en hauteur Cependant, en hauteur, il n'est pas besoin de prévoir une amplitude comparable à celle qui correspond, à l'avant, au relevage destiné au transfert sur route, car les appareillages portés à l'arrière du bâti sont généralement déjà à une hauteur largement suffisante pour de tels déplacements. La complexité des problèmes est telle qu'aucune machine existante jusqu'ici ne répond exactement à toutes les conditions qu'on vient d'exposer On trouve, en effet, sur toutes les machines, une possibilité de relevage, car cela est indispensable pour les déplacements sur route, et sur certaines on trouve également une possibilité de déplacement dans le sens transversal A l'arrière, la suspension est souvent réalisée à l'aide de deux chaînes verticales, qui permettent des mouvements essentiellement d'avant en arrière, et un pivotement vers le haut de la partie avant, mais s'opposent à un pivotement dans un plan transversal. La présente invention a pour but de fournir une machine d'arrachage de betteraves améliorée, qui réponde au mieux à toutes les conditions qu'on a exposées plus haut et qui soit cependant simple et robuste. La présente invention fournit en conséquence une machine d'arrachage de betteraves ou analogues, à quatre roues, en particulier automotrice, comprenant un châssis équipé de roues avant et arrière, des outils d'arrachage et des disques ramasseurs placés entre les roues avant et arrière, et des moyens de transfert acheminant les betteraves entre les roues arrière, les outils d'arrachage, les disques ramasseurs et la partie avant des moyens de transfert étant montés sur un bâti commun qui est relié à l'avant et à l'arrière au châssis par des liaisons qui permettent le relevage du bâti et un déplacement transversal des moyens d'arrachage, qui présente pour particularité que les liaisons placées à l'avant et à l'arrière du bâti sont des liaisons à articulations qui permettent, outre les mouvements en hauteur et transversaux, un pivotement autour d'un axe longitudinal. On observera tout d'abord que, attendu qu'il y a des possibilités de mouvement du bâti par rapport au châssis, on doit entendre par vertical, longitudinal ou transversal, un mouvement ou un axe qui peut faire un angle relativement faible, par exemple pas plus de 200 environ, autour de la direction considérée La direction verticale est considérée comme la direction perpendiculaire à la surface du sol, la direction longitudinale est la parallèle à la direction d'avancement, et la direction transversale est, bien entendu, une horizontale perpendiculaire aux autres directions. A propos de liaison articulée, il convient de noter qu'il existe plusieurs sortes d'articulations. L'articulation la plus simple est une articulation à un seul axe, analogue par exemple à un gond de porte Parmi les articulations à deux axes perpendiculaires entre eux, on peut distinguer les articulations à deux axes concourants, comme par exemple un joint universel, ou des articulations à deux axes non exactement concourants, telles que celles formées par une bielle portant à ses deux extrémités deux articulations chacune à un axe, les axes étant perpendiculaires entre eux De même, on peut distinguer les articulations à trois axes concourants, c'est-à-dire constituées comme une rotule, et des articulations à trois axes qui ne sont pas exactement concourants, ou bien dont deux sont concourants et le troisième ne passe pas par l'intersection des deux premiers Dans la pratique, si la distance entre les axes qui ne se coupent pas est faible, les dispositions sont sensiblement équivalentes. On distinguera dans la suite du texte, des articulations à deux axes et des articulations à trois axes, ces articulations pouvant être, ou ne pas être, des joints universels ou des rotules. Le fait de prévoir, selon l'invention, des liaisons à articulations permettant des mouvements dans trois dimensions, à la place de suspension par chaîne ou autre connue dans l'art antérieur, permet un meilleur contrôle de la position des outils d'arrachage par rapport aux rangées de betteraves à l'avant, et, à l'arrière du bâti, de la partie des moyens de transfert portés par ce bâti par rapport, notamment, aux roues de la machine. De préférence, les liaisons à articulation placées à l'avant et à l'arrière du bâti comprennent chacune au moins une rotule On limite ainsi le nombre des articulations, tout en assurant une meilleure précision dans la position du bâti. Avantageusement, pour commander les pivotements autour de l'axe longitudinal, il est prévu au moins un vérin intercalé entre le châssis et le bâti. Suivant une réalisation préférée, pour commander les mouvements transversaux, la liaison entre l'avant du bâti et le châssis comprend une pièce de liaison fixe dans le sens transversal par rapport au châssis, et une pièce intermédiaire, reliée au bâti par une première articulation ayant un axe vertical, à la pièce intermédiaire par une deuxième articulation à axe vertical, cette pièce intermédiaire portant une troisième articulation à axe vertical, cette troisième articulation pouvant être déplacée transversalement sous l'action d'un vérin par rapport au châssis, si bien que les déplacements transversaux de la troisième articulation sont multipliés par effet de levier pour assurer les déplacements désirés de l'avant du bâti et, par conséquent, des outils d'arrachage Avantageusement, dans ce cas, la pièce de liaison est en forme d'étrier horizontal, avec les paliers de l'articulation à axe transversal portés par les branches de l'étrier, la deuxième articulation à axe vertical portée par le centre de l'étrier, et le vérin est un vérin à double tige horizontal dont le corps est solidaire de la troisième articulation à axe vertical, alors que les tiges du vérin sont reliées aux deux branches de l'étrier La disposition qu'on vient de décrire présente l'avantage de n'exiger qu'un vérin de faible longueur, dont peu encombrant, et la forme en étrier de la pièce de liaison a également été étudiée pour un encombrement minimal, et en particulier pour ne pas gêner le déplacement des roues avant qui sont des roues directrices. Il est possible, sans sortir de l'invention, de permuter, dans ce qui précède, les mots "châssis" et "bâti", c'est-à-dire de prévoir que la pièce de liaison est fixe dans le sens transversal par rapport au bâti, la pièce intermédiaire étant alors reliée au châssis, et la troisième articulation à axe vertical étant mobile par rapport au bâti. De préférence, la liaison à articulation arrière du bâti au châssis comprend une première articulation permettant des pivotements autour de trois axes, solidaire du bâti et reliée par une courte bielle intermédiaire à une deuxième articulation permettant uniquement des pivotements autour d'un axe transversal, si bien que l'arrière du bâti reste à peu près fixe, dans le sens transversal, par rapport au châssis, et que les mouvements transversaux de l'avant du bâti sont en fait des pivotements autour de l'axe vertical de la première articulation de la liaison arrière Les mouvements de pivotement autour d'un axe longitudinal sont, évidemment, des mouvements de pivotement autour de la première articulation Cependant, les mouvements verticaux de l'avant du bâti se traduisent par des mouvements en arc de cercle dans un plan vertical longitudinal de l'arrière du bâti, la longueur de la bielle et la position des articulations peuvent être facilement calculées pour que ces mouvements ne puissent pas gêner le fonctionnement de la machine. Les mouvements verticaux du bâti peuvent être commandés, de façon classique, par des vérins placés entre le châssis et l'avant du bâti Suivant une réalisation intéressante, ces vérins peuvent être utilisés pour commander aussi le pivotement du bâti autour d'un axe longitudinal. La présente invention va maintenant être décrite de façon plus précise à l'aide d'exemples pratiques illustrés à l'aide des dessins parmi lesquels: Figure 1 est une vue schématique d'ensemble, en élévation, d'une machine arracheuse-chargeuse automotrice. Figure 2 est une vue schématique, en élévation, du dispositif selon l'invention. Figure 3 est une vue plan schématique du même dispositif. Figures 4 est une vue de détail, en perspective, de la liaison avant. La figure 1 est destinée à permettre de se remettre en mémoire les éléments principaux d'une machine automotrice arracheuse-chargeuse. Un châssis principal 1 est équipé, à l'avant, de roues directrices 2 et, à l'arrière, de roues motrices 3, de plus grand diamètre que les roues directrices A l'avant des roues directrices, le châssis supporte un appareillage 4 pour effeuiller les betteraves, qui ne sera pas décrit plus avant Entre les roues avant et arrière sont disposés les outils d'arrachage 5, et derrière ceux- ci deux disques ramasseurs 6, dont le bord avant est pratiquement en contact avec le sol, et qui sont entourés par des grilles de guidage 7 En arrière des disques ramasseurs, deux disques successifs 8, 9, faisant partie des moyens de transfert et de nettoyage, sont en partie ou en totalité masqués par les roues arrière 3 Le dispositif de transfert et nettoyage se continue par différents moyens de transfert et d'élévation 10, 11, 12 qui ne seront pas décrits plus loin Le châssis porte encore, à peu près à l'aplomb des roues arrière, un moteur 13 et une cabine 14 Les outils d'arrachage 5, les disques de ramassage 6 avec leur grille 7, et le premier disque 8 des moyens de transfert et de nettoyage sont portés ensembles par un bâti 15, qu'on retrouvera aux figures 2 et 3. La figure 2 est une vue agrandie de la partie centrale de la figure 1, entre les roues avant 2 et les roues arrière 3 Une partie seulement du châssis 1 est donc visible, alors que le bâti 15 est visible en entier, avec ses moyens de liaison avant et arrière avec le châssis Le bâti 15 est en deux parties, une partie avant 16 qui porte, par l'intermédiaire de barres transversales 17, 18, les outils d'arrachage, ici des disques 19 et leurs patins de guidage 20 La partie arrière du bâti 21 porte les disques de ramassage 6, avec leurs moyens d'entraînement, et le premier disque des moyens de transfert et nettoyage 8 Des moyens de réglage 22 servent à solidariser les deux parties du bâti 15. La figure 3 permet de se rendre compte de quelques- unes des contraintes auxquelles se heurtent le concepteur. A l'arrière, le disque 8 se trouve engagé dans le passage étroit défini par les volumineuses roues motrices 3, et on observe qu'il ne peut supporter que des déplacements latéraux d'importance limitée A l'avant, si aucun obstacle ne s'oppose aux déplacements latéraux des outils d'arrachage, on observe que la position de braquage des roues directrices 2 en cas de virage serré, dessinée en trait mixte, ne laisse que peu de place pour les moyens de liaison avant. On va maintenant décrire ceux-ci de façon plus détaillée en s'aidant de la figure 4. Cette figure montre une pièce de liaison 23, en forme d'étrier, qui porte, à ses extrémités, deux pivots , coaxiaux, qui viennent pivoter sur des paliers 26 portés par le châssis, de façon à former une articulation d'axe transversal A, fixe, par rapport au châssis La pièce 23 porte encore, en sa partie centrale, des pivots 27 d'axe vertical B, une pièce intermédiaire 28 est montée de f açon à pivoter sur les pivots 27, autour de l'axe B. Cette pièce intermédiaire est terminée à l'avant par une première rotule 30, et porte à l'arrière, avec interposition d'une vis de réglage 29, un logement de rotule creuse 31 La rotule avant 30 pénètre dans un logement 32, porté par le corps 33 d'un vérin à double tige, dont les tiges 34 sont en appui sur des tenons 35 portés par la pièce de liaison 23 en forme d'étrier, à une certaine distance du pivot 27. Le logement 32 est un logement cylindrique à axe longitudinal L'articulation formée par la rotule 30 et son logement 32 permet un pivotement autour d'un axe vertical F, et des déplacements longitudinaux, qui servent à compenser les variations de la distance entre les pivots 27 et le logement 32 qui résultent des déplacements transversaux du corps de vérin 33. L'articulation 30, 32 permettrait en elle-même des pivotements autour d'un axe transversal, mais ceux-ci sont empêchés par la présence de la pièce de liaison 23. Le logement de rotule 31 coopère avec une rotule 36, solidaire de la partie avant 16 du bâti 15. L'articulation formée par la rotule 36 et son logement 31 permet des pivotements autour d'un axe longitudinal C, d'un axe vertical D et d'un axe transversal E. La présence des deux axes verticaux parallèles B et D, écartés l'un de l'autre, permet à la partie avant 16 du bâti de décrire des déplacements transversaux relativement importants De même, la présence de deux axes transversaux A, E, qui sont encore plus écartés l'un de l'autre, permet des mouvements importants de la partie avant du bâti dans le sens vertical, indépendamment de son orientation. Le vérin 33, 34 permet de commander les déplacements transversaux de la partie avant du bâti, les déplacements relatifs du corps de vérin 33 par rapport aux extrémités de ses tiges sont multipliés par le rapport des distances entre le logement 32 et l'axe vertical B d'une part, et entre cet axe vertical B et l'axe vertical D d'autre part. On conçoit qu'il est possible de retourner le dispositif, en prévoyant que les paliers 26 sont portés par le bâti, et la rotule 36 par le châssis Le fonctionnement sera évidemment le même La rotule 30 et son logement 32 peuvent être remplacés par tout dispositif permettant un pivotement sur un axe vertical et un coulissement longitudinal. La pièce intermédiaire 28, 29 est, en direction générale, sensiblement longitudinale Cela a pour conséquence que les pivotements autour de l'axe transversal A ou autour de l'axe vertical B entraînent de faibles déplacements longitudinaux et transversaux du bâti Ces déplacements sont cependant trop importants pour qu'on puisse soutenir le bâti, à l'arrière, par une simple rotule qui serait solidaire du châssis On a prévu, à l'arrière du bâti 15, une articulation à rotule 40, solidaire du bâti, et reliée au châssis par l'intermédiaire d'une bielle 41, elle-même articulée sur le châssis par une articulation 42 à axe transversal La bielle 41 est à peu près verticale, si bien que les déplacements de l'arrière du châssis n'ont pour conséquence que de faibles déplacements à peu près longitudinaux de l'arrière de celui-ci En conséquence, le disque 8 porté par le bâti reste toujours à peu près à la même distance des roues arrière 3, et à peu près toujours à la même hauteur au-dessus du disque 9 qui le suit, et qui fait partie aussi des moyens de transfert et de nettoyage On observera également que la partie arrière 21 du bâti se termine par une partie 43 inclinée vers le bas, et qui porte l'articulation à rotule 40 On diminue ainsi la distance entre cette rotule 40 et le disque 8, ce qui réduit les effets du pivotement autour d'un axe longitudinal, lequel est l'axe passant par l'articulation à rotule 40 et l'articulation à rotule 31, 36. On a représenté en 44, un vérin de levage, porté par le châssis 1, et qui, par l'intermédiaire d'un renvoi 45 et d'une bielle télescopique 46 permet d'élever le bâti 15 et par conséquent de soulever les moyens d'arrachage et de ramassage au-dessus du sol pour la position de transport. La bielle télescopique 46 permet le soulevage spontané des moyens d'arrachage lorsqu'ils rencontrent un obstacle dans le sol Il est prévu deux vérins 44, agissant chacun sur un côté du bâti 15 par une bielle respective 46 En cas de besoin, il est possible de n'actionner qu'un de ces vérins de façon à donner une inclinaison volontaire au bâti 15 par rapport au châssis 1 Toutefois, l'expérience montre qu'en général une telle intervention n'est pas nécessaire, et que les outils de ramassage s'orientent spontanément pour être à la profondeur correcte dans le sol Dans ce cas, un seul vérin 44 peut commander les deux bielles 46. On peut éventuellement donner une inclinaison volontaire au bâti en réglant la longueur des bielles 46. Celles-ci sont alors pourvues de vis de réglage, l'une au moins de ces vis de réglage peut être remplacée par un vérin, pour une commande à distance. il REVENDICATIONS 1 Machine d'arrachage de betteraves ou analogues à quatre roues, en particulier automotrice, comprenant un châssis ( 1) équipé de roues avant ( 2) et arrière ( 3), des outils d'arrachage ( 5) et des disques ramasseurs ( 6) placés entre les roues avant et arrière, et des moyens de transfert ( 8, 12) acheminant les betteraves entre les roues arrière, les outils d'arrachage, les disques ramasseurs et la partie avant ( 8) des moyens de transfert étant montés sur un bâti commun ( 15) qui est relié, à l'avant et à l'arrière, au châssis ( 1) par des liaisons qui permettent le relevage du bâti ( 15) et un déplacement transversal des moyens d'arrachage, caractérisée en ce que lesdites liaisons entre le bâti ( 15) et le châssis ( 1) sont des liaisons à articulations qui permettent, outre les mouvements en hauteur et transversaux, un pivotement autour d'un axe longitudinal, horizontal ou peu incliné. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour permettre les pivotements autour de l'axe longitudinal, les liaisons avant et arrière du bâti au châssis comprennent chacune au moins une rotule ( 31, 36; ). 3 Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, pour commander lesdits pivotements autour de l'axe longitudinal, il est prévu au moins un vérin entre le châssis et le bâti. 4 Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que, pour commander les mouvements transversaux, la liaison entre l'avant du bâti et le châssis comprend une pièce de liaison ( 23), fixe dans le sens transversal par rapport au châssis (ou au bâti) et une pièce intermédiaire ( 28) reliée au bâti (ou au châssis) par une première articulation ( 31, 36) ayant un axe vertical (D), à la pièce de liaison par une deuxième articulation ( 27) à axe vertical (B) et portant une troisième articulation ( 30, 32) ayant un axe vertical (F), cette troisième articulation pouvant être déplacée transversalement sous l'action d'un vérin ( 33, 34) par rapport au châssis (ou au bâti), si bien que les déplacements transversaux de la troisième articulation sont appliqués à l'avant du bâti en étant multipliés par effet de levier. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce de liaison ( 23) est reliée au châssis (ou au bâti) par une articulation ( 25, 26) à axe transversal (A), qui permet les déplacements en hauteur du bâti. 6 Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce de liaison ( 23) est en forme d'étrier horizontal, avec les pivots ( 25) de l'articulation à axe transversal (A) portés par les branches de l'étrier, la deuxième articulation ( 27) à axe vertical (B) portée au centre de l'étrier, et le vérin ( 33, 34) est un vérin à double tige horizontal, solidaire de la troisième articulation ( 30, 32) à axe vertical, alors que les tiges dudit vérin sont reliées aux deux branches de l'étrier. 7 Machine selon la revendication 6,caractérisée en ce que la troisième articulation ( 30, 32) à axe vertical est une articulation qui permet des pivotements autour d'un axe vertical (F) et des déplacements longitudinaux, et la pièce intermédiaire ( 28) porte à une extrémité ladite articulation ( 30, 32) et à son autre extrémité la première articulation ( 31, 36) à axe vertical (D), qui la relie au bâti en permettant en plus un pivotement autour d'un axe longitudinal (C). 8 Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première articulation ( 31, 36) à axe vertical permet des pivotements autour d'un axe vertical (D), d'un axe longitudinal (C) et d'un axe transversal (E). 9 Machine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la liaison arrière du châssis au bâti comprend une première articulation ( 40) permettant des pivotements autour d'un axe vertical, d'un axe longitudinal et d'un axe transversal, solidaire du bâti (ou du châssis) reliée par une bielle ( 41) intermédiaire à une deuxième articulation ( 42) permettant uniquement des pivotements autour d'un axe transversal, si bien que l'arrière du bâti reste à peu près fixe, dans le sens transversal par rapport au châssis, les mouvements transversaux de l'avant du bâti étant en fait des pivotements autour de l'axe vertical de ladite première articulation. Machine selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle pour commander les mouvements verticaux du bâti, il est prévu deux vérins ( 44) placés entre le châssis et l'avant du bâti, caractérisée en ce que lesdits vérins servent également à commander le pivotement du bâti autour d'un axe longitudinal.