Brevet FR2687535A1 — publié le 19930827

La présente invention concerne un instrument aratoire combiné, de défrichage, d'ameublissement du sol pour sa préparation en vue de l'ensemencement et de semis direct. A l'origine de la mécanisation des travaux agricoles, le défrichage et l'ameublissement du sol s'effectuaient en utilisant des moyens différents ; l'ensemencement s'effectuant ultérieurement, en faisant appel à d'autres moyens. L'évolution des instruments constituant ces familles distinctes de matériels agricoles a abouti, assez rapidement, à l'utilisation; pour le défrichage, de houes rotatives, mues par la prise de force du tracteur, d'outils à disques, ou d'outils munis de dents, et, pour l'ameublissement du sol, de herses rotatives, ou alternatives, mues par la prise de force du tracteur, ou des outils tournants, montés sur un châssis entraîné par le tracteur. II résultait de cette situation une disparité assez préjudiciable d'instruments agricoles, exigeant des investissements assez lourds et une consommation importante d'énergie. C'est pour remédier à ces inconvénients que l'on a pensé à regrouper, sur un me me châssis, un certain nombre de moyens, capables d'assurer, simultanément, le défrichage, le broyage et l'ameublissement du sol ; les éléments rotatifs étant entraînés par contact avec le sol. C'est ainsi que, comme cela est décrit dans les brevets GB-A-2 123 265 et DE-A-3 314 761, plusieurs rouleaux à bêches ont été combinés avec plusieurs rangées de dents, ou un seul rouleau, équipé de bêches tournantes, avec des rangées de dents, placées de part et d'autre du rouleau à bêches tournantes. Toutefois, ces instruments ne trouvent leur pleine efficacité que sur des terres déjà travaillées par des moyens de défrichage, ou de déchaumage, classiques. On connaît déjà un instrument combiné de défrichage et d'ameublissement du sol, visant à remédier à ces inconvé- nients, (brevet européen 0 200 578), qui comporte des organes aratoires tournants pouvant s'enchevêtrer, montés sur deux arbres parallèles, solidaires en rotation et mûs par le déplacement d'un châssis porteur supportant une rangée de dents fixes, disposée en arrière de l'arbre avant. L'organe aratoire tournant, monté sur l'arbre avant, est constitué de roues à bêches, dont les bêches se trouvent exactement en face des dents fixes, qui sont situées, par rapport au sens de déplacement, exactement derrière les bêches dont les extrémités pénètrent le sol dans la zone de travail de l'organe aratoire tournant monté sur l'arbre arrière ; des moyens de réglage de pénétration des dents dans le sol, ainsi que des moyens de réglage de pénétration communs aux deux organes aratoires tournants dans le sol étant liés au châssis et mis en oeuvre indépendamment. Toutefois, bien que cet instrument permette, effectivement, d'assurer le défrichage, ou déchaumage, et l'ameublissement du sol, sans exiger d'autres travaux préalables, il n'assure, cependant, qu'un ameublissement superficiel et irrégulier, ne permettant un semis direct que dans de bonnes conditions. Ce système ne peut pas travailler sur des terrains encombrés de détritus de récolte, ou couverts de mauvaises herbes, comptetenu de sa susceptibilité au bourrage, et, de plus, il ne peut pas en assurer le broyage, ni l'enfouissement. En condition humide, les outils aratoires se chargent de terre et finissent par se bloquer par absence d'autonettoyage. Les rangées de dents, disposées dans les rotors, remontent les pierres dans ceux-ci et provoquent leur blocage. La mauvaise répartition des pièces tournantes provoque un effet d'andainage des résidus de récolite et un mauvais autonettoyage des outils montés sur les rotors enchevêtrés. L'instrument aratoire, selon J'invention, vise à remédier à ces inconvénients, en proposant une sotution permettant de réunir, sur un même châssis, des outils fixes et tournants, assurant le décompactage, I'ameublissement et l'ensemencement du sol en un seul passage, quels que soient la nature du sol et son encombrement et les conditions météorologiques. Cet instrument, comportant des rotors constitués de deux arbres parallèles, solidaires en rotation, sur lesquels sont fixés des dispositifs aratoires mûs par le déplacement d'un châssis porteur, des dents fixes et un rouleau de compactage et de terrage, se caractérise, principalement, en ce que les dents, re groupées en une ou plusieurs rangées, sont réglables en hauteur et sont disposées devant le rotor avant, sans pénétrer dans ceíui-ci, en ce que la profondeur (H) de pénétration, dans le sol, des dispositifs aratoires équipant le rotor avant est supérieure à ceile (h) des dispositifs aratoires équipant le rotor arrière, en ce que les dispositifs aratoires équipant les rotors sont constitués d'outils montés de façon interchangeable, sur des supports solidarisés, par des moyeux, aux arbres d'entrainement, avec introduction d'un décalage (d) des outils par rapport à l'axe (X ou Y) de leur arbre d'entraînement respectif, en ce que les outils équipant chacun des rotors sont répartis sur toute la longueur de ceux-ci et sont disposés de façon que les dits outils pénètrent, respectivement, dans l'espace situé entre les supports des outils interchangeables de l'autre rotor, en ce que les supports porte-outils sont décalés circulairement et régulièrement sur toute la longueur des rotors, de façon à obtenir une répartition hélicoïdale des éléments de chaque rangée ; en ce que la vitesse de rotation du rotor arrière est multipliée par rapport à celle du rotor avant, en ce que le rotor arrière est suivi d'un peigne, réglable en hauteur par rapport au châssis, et en ce que l'ensemencement s'effectue entre le rotor arrière et le peigne, par l'intermédiaire d'une rampe réglable en hauteur et en inclinaison, indépendamment du peigne vibrant. Préférentiellement, les outils, qui équipent le rotor avant, sont dirigés en sens inverse du sens de rotation de celui-ci, alors que les outils qui équipent le rotor arrière sont dirigés dans le meme sens que le sens de rotation de ce dernier. La pénétration supérieure (H - h) du dispositif aratoire du rotor avant, par rapport au dispositif aratoire du rotor arrière, est obtenue, à diamètre égal du rotor, par décalage, vers le haut, de l'arbre du rotor arrière. Le décalage (d) des outils par rapport à l'axe (X ou Y) de leur arbre d'entraînement est au moins égal au diamètre de cet arbre. Les outils sont fixés sur les supportes, de façon interchangeable, par simple emboîtement dans une cavité prévue à cet effet et solidarisation au support par goupillage ou boulonnage. Préférentiellement, les supports sont réalisés en autant de parties égales, délimitées radialement, qu'il comportent d'outils les dites parties étant rapportées par soudure sur l'arbre d'en- traînement, avec reconstitution de chacun sous forme de moyeu, afin que les outils, fixés sur chaque moyeu, travaillent dans un même plan perpendiculaire à l'arbre, ou, au contraire, avec séparation et répartition latérale régulière des dites parties, en introduisant un décalage angulaire alpha déterminé toujours dans le même sens, afin d'obtenir une répartition hélicoïdale, sur plusieurs rangées, sur l'arbre d'entraînement concerné. Les moyeux sont montés sur leur arbre respectif, de façon que les deux premiers moyeux (A, B - C, D) soient décalés l'un par rapport à l'autre, selon un angle correspondant à la moitié de celui séparant deux bras consécutifs, alors que les moyeux suivants sont décalés, successivement et cumulativement, d'un angle alpha, respectivement et alternativement par rapport au premier moyeu (A,G) et par rapport au second moyeu (B, D) de façon à obtenir une répartition longitudinale des outils sur six hélices et sur quatre hélices, respectivement sur l'arbre avant et sur l'arbre arrière. Plusieurs répartitions d'outils en hélices peuvent être ainsi obtenues sur le même arbre, tout en respectant une concordance latérale des outils, permettant l'enchevêtrement total et régulier des rotors. Préférentiellement, le rotor avant est équipé de moyeux comportantS chacun, trois supports décalés angulairement selon un angle de 1200, alors que le rotor arrière.est équipé de moyeux comportant deux supports diamétralement opposés ; le décalage angulaire alpha des supports d'une même hélice étant de 20". Selon un mode particulier de construction des rotors, les moyeux sont réalisés en autant de parties qu'ils comportent de supports ; ils sont reconstitués, au moment de leur solidarisation, par soudure sur leur arbre respectif. Les outils, compte-tenu de leur amovibilité par rapport à leurs supports, peuvent être ainsi parfaitement adaptés aux travaux à effectuer et aux résultats à atteindre. Ainsi, des outils pointus seront utilisés pour le travail de la terre, alors que des outils tranchants seront utilisés pour le broyage de résidus de récolte, et la combinaison des deux sortes d'outils est envisageable. La longueur des outils équipant chacun des rotors est déterminée de façon que, lors de leur entraînement en rotation, ils viennent frôler l'arbre de l'autre rotor, compte-tenu de la.distance (1-) séparant les axes (X) et (Y) des deux rotors. Le réglage en hauteur des dents par rapport au châssis s'effets tue individuellement ou collectivement, par l'intermédiaire de manchons fixés au châssis et de coulisseaux solidaires des dents, avec immobilisation dans diverses positions par l'intermédiaire d'au moins un axe traversant chaque glissière et d'une série d'orifices, de diamètre correspondant, percés dans les coulisseaux. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent, eso sentiellement, en ceci que l'interchangeabilité des dents situées devant le rotor menant permet d'adapter celles-ci à la nature du terrain et aux conditions météorologiques, afin d'éviter, notamment, la formation de "semelle" de labour ; les mottes de terre, trop dures pour être brisées par les dents, sont éclatées par les rotors, dont l'enchevêtrement total et le rapport des vitesses permettent d'obtenir, en surface, une couche composée de terre fine et de petites mottes, dont la taille peut être ajustée en réglant le terrage des dents par rapport au rotor, tout en sup primant le bourrage dans les résidus de récolte ; un nivellement du sol est obtenu, qui élimine les effets d'andains latéraux et assure un certain enfouissement des pierres ; un parfait mélange des résidus de récolte ; suppression des bourrages ; meilleure résistance aux chocs, car les rotors "roulent" sur les obstacles tels que les grosses pierres, tout en réenfouissant celles-ci ; le broyage des pailles, ou des sarments de vigne, est devenu possible ; les grains, déposées sur le lit ds semence, sont recouvertes par l'intermédiaire du peigne vibrant, avant compactage par le rouleau de terrage et de compactage ; il faut ajouter, à cela, une économie importante d'énergie, résultant de l'exécution du travail en un minimum de passage, une économie de temps très appréciable, la possibilité de réaliser des semis de précision, permettant d'optimiser le potentiel des semences, des engrais et des produits phytosanitaires ; réduction des investissements, résultant du faible coût d'utilisation de l'instrument. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'instru- ment selon i'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté de l'instrument, en con figuration de défrichage et d'ameublissement du sol, - la figure 2 représente une vue de côté d'un moyeu porte outils de rotor avant, avec délimitation, en trait mixte5 des parties susceptibles d'être réalisées séparément, avant assemblage par soudage lors du montage sur l'arbre, - la figure 3 représente une vue de côté d'un moyeu porte-outiis de rotor arrière, avec délimitation, en trait mixte, des parties susceptibles d'être réalisées séparément, avant assemblage par soudage sur l'arbre d'entraînement correspondant, - la figure 4 représente une vue de dessus des deux rotors, fai sant apparaître leur enchevêtrement. Les figures représentent un instrument aratoire combiné de dédéfrichage, d'ameublissement et de préparation du sol en vue de l'ensemencement et de semis direct, selon l'invention, comportante principalement, un châssis porteur 10 à dispositifs de fixation 11, 12 à l'attelage relevable du tracteur de mise en oeuvre; à manchons 13 de fixation des dents 20, à soc 21 et à orifices 22 de solidarisation par rapport aux manchons t3 par un bouton 23; à flasques 14 de soutien des arbres 31 et 41 de rotors 30, 40, constitués1 respectivement, de moyeux 32 et 42 sur lesquels sont fixés, par clavettes 35, 45, par l'intermédiaire de supports 34, 44, les outils 33 et 43 ; à dispositif à vis 15 de réglage en hauteur d'un peigne vibrant 50; à dispositif à vis 16 de réglage en hauteur du rouleau 60 de terrage et de compactage supportant un semoir 70 à rampe de distribution 71. En examinant plus en détail la figure 1, on remarque que les dents 20 sont rendues amovibles et réglables en hauteur par l'intermédiaire des manchons 13, solidaires du chassis 10, et du boulon 23 pénétrant dans l'un des orifices 22, percés dans le haut de chaque dent 20, choisi en fonction du terrage recherché, par rapport au rotor avant et menant 30. Ainsi, les dents 20 à soc 21, choisies en fonction de la nature du sol et de son état, peuvent être rnontées et réglées en vue de l'obtention du résultat recherché, voire, dans certains cas, totalement supprimées. Le rotor avant 30, dont les outils 33, situés au contact du sol, pénètrent dans celui-ci, a une profondeur (H) déterminée en fonction du réglage en hauteur du rouleau de terrage ; il en résulte que, lors du déplacement du tracteur, le dit rotor avant 30 est entraîné, en rotation, à une vitesse correspondant à la vitesse de déplacement du tracteur, ce qui provoque le fractionnement des mottes soulevées par les dents 20 et l'entraînement en rotation, dans le même sens, du rotor mené 40, à une vitesse de rotation fonction du rapport de multiplication introduit dans le système de transmission le reliant au rotor avant. Afin d'introduire un rapport de multiptication important, une transmission par engrenages et pignons, ou par courroie crantée, est choisie, de préférence à une transmission par chaîne, ce qui permet d'atteindre, pour une vitesse de déplacement du tracteur de 8 à 10 km à l'heure, une vitesse de rotation suffisante pour assurer le broyage de paille, voire même de sarments de vigne, tout en émiettant finement les petites mottes subsistant encore dans le lit de semence ainsi préparé, après passage du rotor avant 30. Comme on le remarque, les arbres respectifs 31, 41 des rotors avant 30 et arrière 40 sont, dans ce mode de réalisation, met tant en oeuvre deux rotors de même diamètre, décallés verticalement selon un écart (E), destiné à surélever le rotor arrière 40 par rapport au rotor avant 30, de façon à limiter la pénétration (h) des outils 43 équipant le rotor arrière 40, afin de faciliter le franchissement des pierres et de ne jamais pénétrer en dessous du champ de travail du rotor avant, en vue, principalement, de ne pas favoriser le patinage du rotor avant. Pour faciliter le franchissement de certains obstacles, tels que des pierres ou des souches, et accroître le couple transmis à l'arbre menant 31, résultant du roulement du rotor avant 30 sur le sol, les outils 33, équipant le rotor avant 30, ont été décalés par rapport à l'axe (X) du dit rotor avant 30, d'une distance (d) au moins égale au diamètre de l'arbre 31 correspondant, et les dits outils 33 ont été dirigés dans le sens inverse du sens de rotation du dit rotor avant 30, pour obtenir, lors de la rotation, un effet de roulage sur les pierres, se traduisant par un enfouissement des pierres de taille moyenne, ou, pour les très grosses pierres, un soulèvement du châssis vers le haut, permettant d'éviter, en combinaison avec le surélévement (E) du rotor arrière 40, par rapport au rotor avant 30, un endommagement du dit rotor arrière 40, compte-tenu de sa vitesse de rotation élevée. En se reportant aux figures 1 et 4, on remarque que, afin d'éliminer tout risque de coincement de pierres entre les deux rotors 30, 40 et de déformation, voire de rupture, des outils sollicités,les dits outils 33, 43 ont été disposés sur chaque rotor 30, 40 selon des hélices à très grand pas, s'imbriquant les unes dans les autres, d'un rotor par rapport à l'autre, afin d'obtenir un nettoyage progressif des espaces inter-moyeux de chacun des rotors, et d'éliminer tout risque de blocage de pierres dans les espaces inter-outils, susceptible de provoquer la déformation, voire la rupture des outils. Comme le montre la figure 1, l'instrument peut être équipé, à volonté, d'un semoir 70 à rampe de distribution 71 débouchant entre le rotor arrière 40 et le peigne vibrant 50, qui assure le recouvrement des graines par les particules de terre superficielles, avant tassage par le rouleau 60 de terrage et de com- pacage. Selon un mode d'utilisation particulier de l'instrument selon l'invention, celui-ci, préalablement dépourvu de ses dents 20, de son semoir 70 et de son peigne vibrant 50, peut être utilisé pour le broyage de résidus de récolte, tels que des tiges de maïs et de tournesol, voire même des sarments de vigne. Cet instrument est destiné, principalement, à l'agriculture, mais rien ne s'opposerait, par exemple, à son utilisation dans les travaux publics, pour le défonçage et la préparation, avant roulage et goudronnage, de bandes de terrain destinées à être ultérieurement asphaltées, en vue de leur transformation en voie de communication routière. II pourrait être, aussi, utilisé pour le défrichage direct, après déboisement. Dans les deux cas, les outils seraient à adapter en conséquence. Revendications i. Instrument aratoire combiné de défrichage, d'ameublissement du sol pour sa préparation à l'ensemencement et de semis direct, comportant des rotors constitués de deux arbres parallèles, solidaires en rotation, sur lesquels sont fixés des dispositifs aratoires, mis par le déplacement d'un châssis porteur, des dents fixes et un rouleau de compactage et de terrage, caractérisé en ce que les dents (20), regroupées en au moins une rangée, sont réglables en hauteur et sont disposées devant le rotor avant (30), sans pénétrer dans celui-ci, en ce que la profondeur de pénétration (H) dans le sol des dispositifs aratoires équipant le rotor avant (30) est supérieure à celle (h) des dispositifs aratoires équipant ie rotor arrière (40), en ce que les dits dispositifs aratoires, équipant les dits rotors (30, 40), sont constitués d'outils (33, 43) montés, de façon interchangeable, sur des supports solidarisés, par des moyeux (32, 42), aux arbres d'entrai- nement (31, 41) des rotors (30, 40), avec introduction d'un décalage (d) des outils (33, 43) par rapport à I'axe (X,Y) de leur arbre d'entraînement (31, 41) respectif ; en ce que les outils (33, 43), équipant chacun des rotors, sont répartis sur toute la longueur de ceux-ci et sont disposés de façon que les outils (33, 43) d'un meme rotor (30, 40) pénètrent dans l'espace ménagé entre les moyeux (32, 42) de l'autre rotor (30, 40), et réciproquement ; en ce que les supports (34, 44) des outils (33, 43) d'une même rangée sont décalés circulairement et régulière ment sur toute la longueur des rotors (30, 40), de façon à obtenir une répartition hélicoidate des outils de chaque rangée ; en ce que la vitesse de rotation du rotor arrière (40) est multipliée par rapport à celle du rotor avant (30); en ce que le rotor arrière est suivi d'un peigne vibrant (50), réglable en hauteur par rapport au châssis (10) et en ce que l'ensemencement s'effectue entre le rotor arrière (40) et le peigne (50), par l'intermédiaire d'une rampe (71) réglable en hauteur et en inclinaison, indé.pendam- ment du peigne vibrant (50). 2. Instrument aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outils (33) qui équipent le rotor avant (30) sont dirigés en sens inverse du sens de rotation de celui-ci, alors que les outils (43) qui équipent le rotor arrière (40) sont dirigés dans le sens de rotation de ce dernier (40). 3. Instrument aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pénétration supérieure (K - h), dans le sol, du rotor avant (30) par rapport au rotor arrière (40) est obtenue, à diamètre égal des rotors (30, 40), par décalage (d), vers le haut, de l'arbre (41) du rotor arrière (40) par rapport à l'arbre (31) du rotor avant (30). 4. Instrument aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage (cri) des outils (33, 43) par rapport à l'axe (X, Y) de leur arbre d'entraînement respectif est au moins égal au diamètre de l'arbre. 5. Instrument aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outils (33, 43) sont fixés sur leurs supports (34, 44) de façon interchangeable, par simple emboîtement dans une cavité prévue à cet effet et solidarisation aux dits supports (34, 44) par goupillage ou boulonnnage. 6. Instrument aratoire selon la revendication li caractérisé en ce que les moyeux (32, 42), comportant les supports.(34, 44) des outils (33, 43), sont fixés sur leurs arbres respectifs (3t, 41), de façon que les deux premiers moyeux (A, B - C, D) soient décalés, I'un par rapport à l'autre, d'un angle correspondant à la moitié de celui séparant deux supports d'outils consécutifs, alors que les moyeux suivants sont décalés successivement et cumulativement d'un angle alpha, respectivement et alternativement par rapport au premier moyeu (A, C) et au second moyeu (B, D) de chaque rotor (30, 40), de façon à obtenir un nombre d'hélices correspondant à deux fois le nombre de supports (34, 44) d'outils (33, 43) équipant les moyeux (32, 42) montés sur chacun des arbres (31, 41). 7. Instrument aratoire selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que les moyeux (32), montés sur l'arbre (31) du rotor avant (30), comportent trois supports (34) décalés angulairement selon un angle de 120", alors que les moyeux (42), montés sur l'arbre (41) du rotor arrière (40), ne comportent que deux supports (44) d'outils (43) diamétralement opposés. 8. Instrument aratoire selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle alpha de décalage angulaire progressif des supports (34, 44) d'outils (33, 43) d'une même hélice est d'environ 20", 9. Instrument aratoire selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que les moyeux (32, 42) sont réalisés en autant de parties qu'ils comportent de supports (34, 44) d'outils (33, 43), puis reconstitués, au moment de leur fixation, par soudure.sur leur arbre d'entraînement (31, 41) respectif, a l'emplacement qui leur est attribué, en respectant l'écartement et le décalage angulaire correspondant. 10. Instrument aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur des outils (33, 43) équipant chacun des rotors (30, 40) est déterminée de façon que, lors de leur entraine- ment en rotation, ils viennent frôler l'arbre (31, 41) de ltautre rotor (30, 40).