Brevet FR2687533A1 — publié le 19930827

La présente invention concerne un dispositif de préparation de sol, et plus particulièrement un dispositif destiné à retirer des objets de dimensions prédéterminées de la surface du sol et d'une couche supérieure du sol. L'invention s'applique notamment, bien que non exclusivement pour retirer les pierres du sol préalablement à un ensemencement, ou pour le nettoyage des plages. On connaît de nombreuses machines pour retirer les pierres du sol ou ramasser les objets sur le sol. Dans le cas du ramassage d'objets sur le sol, celui-ci est généralement effectué au moyen d'une brosse rotative montée à une distance prédéterminée du sol afin de repousser vers un récipient de collecte tous les objets qui rentrent dans la zone d'action de la brosse. Lorsque l'on souhaite ramasser des objets de petites dimensions, il est donc nécessaire de disposer la brosse presque en contact avec le sol de sorte que la brosse entraîne non seulement les objets à prélever mais également une partie de la couche supérieure du sol qui est parfois en saillie par rapport au niveau de réglage de la brosse de sorte qu'une partie de la couche superficielle du sol est inutilement projetée dans le récipient de collecte. Par ailleurs, les machines de dépierrage de sol connues comportent un organe de prélèvement d'une couche superficielle du sol, un dispositif de tri porté par la machine pour effectuer un tri de la matière prélevée et rejeter à l'arrière de la machine la matière ayant une granulométrie inférieure à la granulométrie des pierres ou des cailloux que l'on souhaite extraire du sol. Dans ces machines, l'ensemble de la matière constituant la couche superficielle du sol est manipulé par la machine et la puissance consommée par ces machines est donc très importante. Un but de l'invention est de réaliser un dispositif de préparation de sol minimisant la puissance consommée tout en effectuant un tri efficace de la couche superficielle du sol. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un dispositif de préparation de sol comportant un châssis, des organes porteurs montés en boucle fermée flexible et disposés sur le châssis de façon à comporter au moins un brin de prélèvement sensiblement parallèle au sol et au moins un brin de tri adjacent au brin de prélèvement et disposé selon un angle aigu par rapport au sol, au moins un moteur pour déplacer simultanément les organes porteurs selon une direction de déplacement les faisant passer successivement du brin de prélèvement au brin de tri, des râteaux fixés aux organes porteurs transversalement à la direction de déplacement des organes porteurs et équipés de dents s'étendant vers l'extérieur, au moins un organe de tri incliné disposé en regard du brin de tri pour être surplombé par celui-ci tout en étant espacé de celui-ci, et un récipient adjacent à l'organe de tri et ayant une ouverture de réception adjacente à un bord supérieur de l'organe de tri. Ainsi, lors du déplacement du dispositif selon l'invention sur le sol, les constituants du sol ayant une dimension supérieure à l'espacement des dents des râteaux sont entraînés vers l'organe de tri et sont progressivement acheminés vers le récipient dans lequel ils tombent au moment où ils franchissent le bord supérieur de l'organe de tri. On remarquera dès à présent que seule une partie de la matière constituant la couche superficielle du sol est manipulée par les dents des râteaux de sorte que la puissance nécessaire pour le fonctionnement de la machine est minimisée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en liaison avec les figures ci-jointes parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective schémati que du dispositif selon l'invention, certains éléments constituants étant retirés ou représentés partiellement, - la figure 2 est une vue partielle schématique du dispositif selon l'invention vue en élévation de côté, - la figure 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne III-III de la figure 1. En référence aux dessins, le dispositif selon l'invention illustré est un dispositif semi-porté comportant un châssis en U 1 équipé à son extrémité avant d'un organe d'attelage 2 destiné à être fixé à un véhicule tracteur. A son extrémité arrière, le châssis 1 est supporté par un rouleau 3, par exemple un rouleau dont la surface externe est réalisée en métal déployé. Le rouleau 3 est fixé au châssis 1 par des pattes de fixation 4 comportant des alésages 5 à différents niveaux pour recevoir l'axe de rotation du rouleau 3. En fonction de l'alésage choisi, le châssis se trouve ainsi maintenu à une distance déterminée par rapport au sol. Un récipient 6 est fixé à l'avant du châssis 1 et comporte une ouverture de réception supérieure 7. La paroi 8 du récipient qui est tournée vers l'arrière du châssis est inclinée par rapport au sol selon un angle aigu A, par exemple un angle de 75". Des bras supports 9 sont montés de façon articulée sur le châssis 1 au moyen d'axes 10 disposés au voisinage de l'arrière du châssis 1. Les deux bras supports 9 sont réunis par une entretoise 11 s'étendant horizontalement entre les bras supports. Les bras supports 9 sont inclinés vers l'avant et le degré d'inclinaison des bras supports est réglé par des vérins de relevage 12 ayant une extrémité inférieure articulée sur le châssis 1 et dont la tige de vérin 13 s'étend à travers des ouvertures 14 réalisées dans les bras supports 9. La tige de vérin 13 porte des écrous 15 et 16 formant respectivement des butées inférieure et supérieure pour les bras supports 9. Un châssis intermédiaire généralement désigné en 17 est monté pour pivoter autour d'axes 18 portés par les bras supports 9 au voisinage de leur extrémité supérieure. Le châssis intermédiaire 17 comporte deux bras 19 s'étendant en regard de la paroi arrière 8 du récipient 6, et montés pour pivoter au voisinage de leur extrémité supérieure sur les axes 18 portés par les bras supports 9. Le châssis intermédiaire 17 comporte également deux bras obliques 20 fixés aux bras 19 et s'étendant vers l'arrière du châssis. Dans le mode de réalisation illustré, les bras 20 sont fixés aux bras 19 par soudage et sont également reliés à ceux-ci par des entretoises 21. Les deux ensembles de bras 19 et 20 sont reliés l'un à l'autre par une entretoise 22 s'étendant horizontalement entre les bras 19, l'ensemble du châssis intermédiaire 17 étant disposé entre les bras supports 9 à l'intérieur du châssis 1. La position relative du châssis intermédiaire 17 par rapport aux bras supports 9 est déterminée par une tige de liaison 23 ayant une extrémité inférieure articulée à une patte 24 fixée à l'entretoise 22, et une extrémité supérieure traversant une patte 25 fixée à l'entretoise 11. La position relative du châssis intermédiaire 17 par rapport aux bras supports 19 est réglée en vissant plus ou moins un écrou 26 monté sur la tige 23 et prenant appui sur la patte 25. Pour une plus grande clarté du dessin, l'entretoise 11 a été interrompue sur la figure 1 et la liaison entre les châssis 17 et les bras supports 9 est illustrée sur la figure 3. A leur extrémité supérieure, les bras 19 portent un arbre 27 entraîné par un moteur 28, par exemple un moteur hydraulique relié à la centrale hydraulique du véhicule tracteur, et sur lequel sont fixés des pignons d'entraînement 29. A leur extrémité inférieure, les bras 19 portent un arbre 30 sur lequel sont fixés des pignons 31. Des tiges télescopiques 32 sont engagées dans l'extrémité arrière des bras 20 et sont repoussées vers une position d'extension par des ressorts 33 disposés à l'intérieur des bras 20. A leur extrémité arrière, les tiges 32 portent un arbre 34 sur lequel sont fixés des pignons 35. Des organes porteurs montés en boucle fermée flexible, formés par des chaînes 36 dans le mode de réalisation illustré, sont montés sur les pignons 29, 31 et 35 de façon a être entraînés lors de la mise en rotation des pignons d'entraînement 29. Les chaînes 36 comportent un brin inférieur 37 sensiblement parallèle au sol qui sera par la suite appelé brin de prélèvement, et un brin adjacent oblique 38 disposé en regard de la paroi arrière 8 du récipient parallèlement à cette paroi, lequel sera par la suite appelé brin de tri. Le brin de tri 38 surplombe la paroi arrière 8 du récipient 6. Les chaînes 36 portent des pattes en L 39 sur lesquelles sont fixés des râteaux généralement désignés en 40 et comportant une barrette 41 fixée aux pattes 39 et des dents 42 soudées aux barrettes 41 et s'étendant vers l'extérieur par rapport aux chaînes porteuses 36. Dans le mode de réalisation préféré illustré, les dents 42 comportent un biseau 43 tourné vers une direction opposée à la direction de déplacement des organes porteurs 36. Sur la figure 2 on a illustré que le dispositif selon l'invention peut également comporter une brosse rotative 44 destinée à nettoyer les dents des râteaux et disposée de préférence à cet effet sur une potence 45 portée par les bras 19 et disposée par rapport à ceux-ci pour que la brosse 44 s'étende de façon adjacente à l'extrémité supérieure du brin de tri 38 dans une position surplombant l'ouverture de réception 7 du récipient. La brosse 44 est entraînée en rotation, par exemple au moyen d'un moteur hydraulique 46. Le moteur hydraulique 46 est de préférence entraîné en rotation dans le même sens que le moteur hydraulique 28 afin d'effectuer un brossage à contre-courant des dents 42 des râteaux 40. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant : le rouleau arrière 3 est disposé à une hauteur appropriée par rapport au châssis 1 pour que les dents 42 des râteaux 40 s'enfoncent dans le sol sur une profondeur désirée en regard du brin de prélèvement 37. Parallèlement, la distance entre le brin de tri 38 et la paroi arrière 8 du récipient est réglée en agissant sur les butées inférieures des bras supports 9 formées par les écrous 15 des vérins de relevage 12, et sur la longueur de la tige de liaison 23 en agissant sur la position de l'écrou 26 sur cette tige de liaison. Le moteur hydraulique 28, et le cas échéant le moteur hydraulique 46, est alors mis en rotation dans un sens faisant tourner les chaînes porteuses 36 selon une direction de déplacement les faisant passer successivement du brin de prélèvement 37 au brin de tri 38 c'est à dire selon une direction longitudinale du châssis 1 et vers l'avant de celui-ci dans le mode de réalisation illustré. Lors du passage des râteaux 40 en regard du sol, ceux-ci entraînent les objets disposés sur le sol ou enfouis dans la couche superficielle balayée par les dents 42 des râteaux 40, et ayant une dimension supérieure à l'intervalle entre les dents 42 des râteaux, le biseau 43 évite un talonnage des dents 42 au moment de leur passage du brin de prélèvement au brin de tri. Les objets ainsi entraînés montent le long de la paroi arrière inclinée 8 du récipient et, s'ils ont une dimension supérieure à l'espace séparant l'extrémité des dents 42 de la paroi arrière 8 du récipient, ils sont entraînés le long de celle-ci jusqu'à ce qu'ils tombent par l'ouverture de réception 7 du récipient. En raison de la position du rouleau 3 en arrière des rateaux 40, le rouleau 3 roule sur un sol débarassé de ses pierres et assure donc une constance de niveau du châssis 1. On remarquera à ce propos qu'il est fréquent qu'en raison d'un bourrage partiel de l'espace entre les dents d'un râteau, celui-ci entraîne des particules ayant une dimension inférieure à l'espace entre les dents du râteau. Le dispositif selon l'invention permet à ces particules de s'échapper des dents du râteau pendant le déplacement le long de la paroi arrière 8 du récipient et de retomber sur le sol en glissant le long de cette paroi. La paroi arrière 8 du récipient assure donc la fonction d'un organe de tri pour la matière entraînée par les râteaux 40. Si un objet de grande dimension se trouve pris entre deux râteaux 40 et s'étend en saillie au-delà des extrémités des dents 42 sur une distance supérieure à la distance séparant l'extrémité des dents 42 de la paroi arrière 8 du récipient dans le réglage de départ, le châssis intermédiaire 17 pivote autour des axes 18, ce qui a pour effet d'augmenter la distance entre l'extrémité des dents 42 et la paroi arrière 8 du récipient et de permettre le passage de l'objet jusqu'à l'ouverture de réception 7 du récipient 6. Pour minimiser l'effort de soulèvement du châssis intermédiaire 17 les axes d'articulation 18 du châssis intermédiaire 17 sur les bras supports 9 sont de préférence disposés à un niveau supérieur à I'ouvertu-re de réception 7 du récipient 6. Selon une disposition qui nta pas été illustrée sur les dessins, le récipient 6 est de préférence monté pour pivoter autour d'un axe s'étendant selon une direction longitudinale du châssis 1 et la position du récipient est déterminée par un vérin s 'étendant par exemple obliquement le long de la paroi avant du récipient 6. Lorsque le récipient 6 est plein, les râteaux sont écartés de la paroi arrière 8 du récipient en agissant sur les vérins de relevage 12 dans le sens d'une extension. Les écrous 16 évitent alors un basculement vers l'arrière des bras supports 9. Le récipient 6 est basculé pour en effectuer la vidange. On peut également utiliser d'autres moyens de vidange du récipient tels qu'une trappe disposée sur le côté ou dans le fond du récipient. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que les organes porteurs aient été illustrés par des chaînes, on peut utiliser également des courroies ou des câbles ou encore articuler directement les barrettes 41 les unes aux autres pour former une boucle fermée flexible. Dans le mode de réalisation illustré, le contour des organes porteurs est un contour triangulaire qui est la forme la plus simple permettant de réaliser une boucle fermée à partir d'un brin de prélèvement et d'un brin de tri formant un angle entre eux. On peut bien entendu prévoir une structure plus complexe donnant à la boucle fermée des organes porteurs un contour polygonal. Bien que dans le mode de réalisation illustré l'organe de tri soit constitué par la paroi arrière du récipient, on peut prévoir un organe de tri séparé du récipient, par exemple une grille fixée au châssis 1 ou au châssis intermédiaire 17 et comportant des barreaux verticaux. Dans le cas où le récipient est équipé d'une trappe de vidange et où les objets collectés sont de dimensions sensiblement constantes, on peut également prévoir une machine dans laquelle les chaînes porteuses 36 sont montées sur des éléments directement fixés au châssis 1. La brosse de nettoyage 44 sera de préférence utilisée lorsque le sol à préparer contient des éléments susceptibles de rester accrochés aux dents 42 des râteaux 40 lorsque ceux-ci passent au-delà de l'ouverture de réception 7 du récipient, par exemple des algues dans le cas d'un nettoyage d'une plage. Bien entendu le dispositif selon l'invention est susceptible d'être réalisé sous une forme entièrement portée par le véhicule tracteur ou au contraire sous une forme tractée en disposant des roues à l'avant du châssis 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préparation de sol caractérisé en ce qu'il comporte un châssis (1), des organes porteurs (36) montés en boucle fermée flexible et disposés sur le châssis (1) de façon à comporter au moins un brin de prélèvement (37) sensiblement parallèle au sol et au moins un brin de tri (38) adjacent au brin de prélèvement et disposé selon un angle aigu par rapport au sol, au moins un moteur (28) pour déplacer simultanément les organes porteurs (36) selon une direction de déplacement les faisant passer successivement du brin de prélèvement (37) au brin de tri (38), des râteaux (40) fixés aux organes porteurs transversalement à la direction de déplacement des organes porteurs et équipés de dents (42) s'étendant vers l'extérieur, au moins un organe de tri incliné (8) disposé en regard du brin de tri (38) pour être surplombé par celui-ci tout en étant espacé de celui-ci, et un récipient (6) adjacent à l'organe de tri et ayant une ouverture de réception (7) adjacente à un bord supérieur de l'organe de tri. 2. Dispositif de préparation de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de tri est formé par une paroi (8) du récipient. 3. Dispositif de préparation de sol selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un rouleau (3) fixé au châssis (1) à une hauteur réglable par rapport au châssis et s'étendant perpendiculairement à une direction d'avancement du dispositif. 4. Dispositif de préparation de sol selon la revendication 4, caractérisé en ce que les râteaux (40) sont disposés perpendiculairement à une direction d'avancement du dispositif par rapport au sol et en ce que le rouleau (3) est disposé en arrière des râteaux (40) par référence à la direction d'avancement. 5. Dispositif de préparation de sol selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes porteurs (36) sont montés sur un châssis intermédiaire (17) lui-même monté pour pivoter par rapport au châssis (1) autour d'un axe d'articulation (18) adjacent à une extrémité supérieure du brin de tri (38) des organes porteurs (36) et en ce qu'un mouvement du châssis intermédiaire (17) vers le sol est limité par un organe de butée (26). 6. Dispositif de préparation de sol selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (18) du châssis intermédiaire s'étend à un niveau supérieur à l'ouverture de réception (7) du récipient. 7. Dispositif de préparation de sol selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les organes porteurs (36) sont supportés par le châssis par l'interme- diaire de bras supports (9) articulés au châssis en des points écartés de l'organe de tri (8) de façon à s'étendre obliquement vers le récipient (6), et en ce que le dispositif comporte des organes de relevage (12) des bras supports (9). 8. Dispositif de préparation de sol selon la revendication 7 prise dans son rattachement à la revendication 5, caractérisé en ce que le châssis intermédiaire (17) est monté pour pivoter par rapport aux bras supports (9) au voisinage d'une extrémité supérieure de ceux-ci. 9. Dispositif de préparation de sol selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une brosse (44) de nettoyage des dents (42) des râteaux (40) disposée de façon adjacente à l'extrémité supérieure du brin de tri (38) des organes porteurs dans une position surplombant l'ouverture de réception (7) du récipient (6), et des moyens d'entraînement en rotation (46) de la brosse. 10. Dispositif de préparation de sol selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les dents (42) des râteaux (40) comportent un biseau (43) tourné vers une direction opposée à la direction de déplacement des organes porteurs.