Brevet FR2723287A1 — publié le 19960209

L'invention est relative à un appareil pour l'arrachage des betteraves et autres plantes racines. Pour arracher les betteraves, il est connu d'utiliser un appareil comprenant, sur un châssis à roues, motorisé ou tracté, des moyens d'effeuillage, des moyens d'arrachage des plantes racines, des moyens de collecte et, éventuellement, des moyens de transfert des produits collectés vers un silo ou une benne tractée. Dans les appareils actuels, les moyens d'arrachage sont disposés en arrière d'un patin de positionnement contre la raie de plantes racines et sont composés, pour chaque raie, d'un disque vertical qui, pénétrant dans le sol, est monté libre en rotation autour d'un axe sensiblement horizontal, mais incliné de l'ordre de 20 par rapport au plan médian longitudinal et de manière que ce disque sécante l'axe longitudinal de la raie de plantes racines. Lors du déplacement de l'appareil, chaque disque est entraîné en rotation par son frottement dans le sol et pivote sur son axe avec une vitesse de rotation, en général inférieure à celle des roues du châssis. Quand le disque rencontre une plante racine, il l'extrait du sol et la dirige, par son inclinaison, vers les moyens de collecte, en général constitués par des roues à rayons, dénommées turbines et dont l'axe est incliné par rapport à la verticale, de manière que le bord avant de la roue vienne au niveau du sol en pénétrant légèrement dans celui-ci. En pratique, lors de son avancement, chaque roue d'arrachage pousse la terre devant elle, ce qui augmente la résistance à l'avancement de l'appareil et accroît inutilement la puissance nécessaire à son déplacement. Cette poussée de la terre par la roue d'arrachage assure également le tassage de la terre et son accumulation sur la plante racine, accumulation formant, en terrain humide, une gangue restant adhérente aux plantes racines. De la sorte, après arrachage, la plante racine est imprégnée de terre qui pollue la récolte et les moyens de collecte. A cela, s'ajoute la terre prélevée par le bord avant de la turbine la plus basse. Il apparaît que cette technique d'arrachage et de collecte favorise la collecte de la terre, alors même que celle-ci est sans intérêt, ce qui impose de prévoir des moyens complémentaires pour casser les gangues et chasser le maximum de terre avant transfert en silo ou benne. Le brevet français 1 230 767 décrit un dispositif d'arrachage avec moyens de nettoyage dans lequel l'arrachage est assuré par deux roues d'extraction montées libres en rotation par rapport à un boîtier et dont les axes de rotation forment, dans le plan transversal des contenants, un angle ouvert vers le bas, ce plan formant lui-même, avec le plan médian transversal et vertical du châssis, un angle ouvert vers le bas et l'arrière, de manière que le point d'écartement minimum entre les roues soit à l'arrière et en dessus du niveau du sol. En fonctionnement, les roues d'extraction sont entraînés par le frottement du sol dans lequel elles pénètrent. Chaque plante racine est pincée entre les deux roues et est élevée verticalement au-dessus du point d'écartement minimum des roues, jusqu'à ce que d'autres moyens l'éjectent vers les moyens de collecte. A l'avancement, le terrain et les plantes racines en place exercent sur les roues d'extraction une pression latérale et une pression longitudinale. Ces réactions freinent la rotation, qui est alors insuffisante et procure une mauvaise éjection des plantes racines arrachées. En terrain argileux, ces réactions favorisent la formation de mottes de terre très difficiles à arracher par la suite. Le brevet français 1 269 967 décrit un autre dispositif dans lequel les roues arracheuses, disposées comme les roues du brevet précédent, sont entraînées en rotation et sont porteuses de sabots qui, en frappant la plante racine, transversalement et alternativement de chaque côté, la dégage du terrain, puis l'éjecte en direction des moyens de collecte. Pour être efficace, les roues d'arrachage doivent tourner avec une vitesse linéaire supérieure à celle d'avancement du dispositif, et en général trois à quatre fois plus importante, ce qui implique que les sabots frappent plusieurs fois chaque plante racine avant son extraction en provoquant parfois l'endommagement de la plante racine. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un appareil assurant un arrachage efficace des plantes racines, sans les blesser, tout en réduisant considérablement la quantité de terre collectée, en facilitant l'opération, et en réduisant la puissance nécessaire. A cet effet, dans l'appareil d'arrachage selon l'invention, chacune des roues d'extraction d'une paire de roues est reliée à des moyens moteurs aptes à l'entraîner en rotation, dans le même sens que les roues du châssis, mais avec une vitesse linéaire périphérique supérieure et en rapport avec la vitesse linéaire d'avancement de ce châssis. Par rapport au dispositif connu, ce dispositif présente de nombreux avantages dont le premier est, qu'en assurant l'éjection de la terre au devant de la zone d'arrachage, il évite la compression de cette terre par les roues, réduit la formation de gangues et permet de réduire la puissance nécessaire à l'avancement de l'appareil. Par ailleurs, l'éjection de la terre permet de réduire la quantité de terre prélevée par les roues d'extraction et transmise sur les moyens de collecte et conduit donc à une récolte contenant une plus grande proportion de plantes racines. Un autre avantage du dispositif selon l'invention est que, en assurant une élévation suffisante des plantes racines arrachées, il permet de disposer les moyens de collecte, notamment les turbines de récupération des plantes racines, au dessus du niveau du sol en supprimant ainsi tout prélèvement de terre par ces turbines, ce qui est favorable à l'obtention d'une récolte moins polluée par la terre. Dans une forme d'exécution de l'invention, la vitesse linéaire périphérique des roues d'extraction est comprise entre 1,1 et 1,6 fois la vitesse linéaire d'avancement du châssis. En pratique, cette vitesse de rotation est réglée en fonction de la nature du sol et de son état hygrométrique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention. Figure 1 est une vue de côté en élévation montrant une forme d'exécution d'un appareil pour l'arrachage de plantes racines, Figure 2 est une vue partielle en perspective, avec coupe partielle, montrant les éléments essentiels du dispositif selon l'invention, Figure 3 est une vue par l'arrière d'une paire de roues d'extraction, Figure 4 et une vue partielle par l'avant, avec coupe partielle, montrant plus en détails les moyens de réglage en hauteur du boîtier d'entraînement d'une paire de roues, Figure 5 est une vue partielle par l'arrière montrant, à échelle agrandie, et avec coupe partielle, les moyens de fixation élastiques d'une roue d'extraction sur son moyeu d'entraînement, Figure 6 est une vue partielle de côté, en coupe, montrant à échelle agrandie les moyens de réglage angulaire du point d'écartement minimum entre les deux roues d'extraction d'une même paire de roues. Comme montré à la figure 1, cet appareil d'arrachage des betteraves et autres plantes racines est composé d'un châssis 2 muni de deux roues directrices avant 3 et de deux roues motrices arrière 4 et portant, en allant de l'avant vers l'arrière, un ensemble d'effeuillage 5, des patins de guidage 6 contre les raies, des moyens d'arrachage 7, des moyens de collecte 8, une benne 9 de stockage temporaire des plantes racines et un convoyeur 10. Le dispositif d'effeuillage 5 est disposé en porte-à-faux à l'avant du châssis 2, tandis que les patins 6 et les moyens d'extraction 7 sont portés par un cadre 12. Ce cadre est relié par deux bielles 13 à la partie avant du châssis 2, et par deux bielles sensiblement verticales 14 aux leviers 15 d'un dispositif de relevage hydraulique. Les moyens de collecte sont constitués par des roues à rayons ou turbines 16, calées sur des arbres moteurs 17 dont les moteurs 18 sont portés par un cadre 19. L'extrémité arrière du cadre est reliée à l'arrière du châssis 2 par des biellettes 20, tandis que son extrémité avant est reliée par deux points d'articulation 22 au cadre 12 précité. Enfin, deux entretoises 23 relient la partie centrale du châssis 19 à une potence 24, saillant verticalement du cadre 12. Selon l'invention, et comme montré plus en détails aux figures 2, 3 et 4, chacun des moyens d'arrachage 7, affectés à une raie de plantes racines, est composé de deux roues d'extraction 30 du type de celles décrites dans FR-1 230 767. Ces roues sont portées par le cadre 12, en même temps que leur boîtier d'entraînement 32, leur transmission de mouvements allant au moyen moteur 33, leurs moyens de nettoyage 34, les moyens d'éjection 35 des plantes racines et enfin le patin 6 associé à la paire de roues. Comme montré à la figure 3, les axes géométriques de rotation des roues d'extraction 30 forment, dans le plan contenant ces axes, un angle a ayant une valeur comprise entre 140 et 160 et ce plan est incliné par rapport au plan médian vertical d'une valeur b visible figure 1, de manière à former un angle ouvert vers le bas et vers l'arrière. En raison de cette disposition des axes de rotation, le point d'écartement minimum e, visible à la figure 3, est situé à l'arrière et au-dessus du sol. Dans la forme d'exécution représentée figure 5, chacune de ces roues est montée, avec interposition d'un moyeu 36, sur un bout d'arbre cannelé 37 prolongeant un arbre monté libre en rotation dans l'un des deux paliers latéraux 38 saillant du boîtier 32. La liaison entre la roue 30 et une collerette 36a du moyeu 36 est assurée par des boulons 39, parallèles à l'axe de rotation de la roue. Ces boulons sont munis, entre un de leurs éléments, tête ou écrou, et une face d'appui opposée, d'un moyen de compression élastique 40, tel qu'un ressort hélicoïdal de compression. Ces moyens de compression permettent la modification automatique de la valeur de l'écartement minimum e entre les deux roues, par exemple, pour absorber une plante racine plus volumineuse ou pour s'effacer devant une pierre de grande dimension. I1 est évident que les ressorts assurent le retour des roues à leur position normale. Comme montré à la figure 2, le boîtier 32 est relié à une traverse 12a du cadre 12 par l'intermédiaire d'une platine sensiblement horizontale 42, solidaire d'une colonne verticale 43, elle-même liée à la traverse 12a par un ensemble d'étriers 44 et de brides 45. Cet ensemble est maintenu pincé sur la traverse 12a par des boulons 46. Il permet de régler la hauteur des roues 30 par rapport au niveau du sol et, en conséquence, la position verticale du point d'écartement minimum e. Le boîtier 32 est lié par une articulation transversale 47 à deux pattes 48 saillant vers le bas de l'extrémité avant de la platine 42. La platine comporte, à proximité de son extrémité arrière, deux autres pattes latérales 49 pourvues chacune d'une lumière 50 pour le passage d'axes trasnversaux 52, vissés dans le boîtier 32. Comme montré plus en détails à la figure 6, chaque axe 52 est monté libre en rotation dans un palier 53 pouvant coulisser verticalement dans une glissière verticale 54. Le palier est solidaire d'une tige filetée 55 traversant un retour coudé supérieur 54a de la glissière pour recevoir un écrou à ailettes 56. On conçoit aisément que le serrage ou le desserrage de cet écrou 56, s'appuyant sur la patte 54a, permette de modifier la position verticale de chaque axe 52 dans la lumière 50 et, en conséquence, de faire pivoter le boîtier 32 autour de son articulation avant 47 pour modifier la position angulaire du point d'écartement minimum e entre les deux roues d'extraction 30. Dans la forme d'exécution représentée, le boîtier 32 est un boîtier de renvoi et de répartition du mouvement de moteur qu'il reçoit par l'intermédiaire d'une transmission à cardans 58 attelé sur un arbre intermédiaire 59, lui-même entraîné, par une transmission par chaîne 60 et pignons 61, par le moteur 33. Ce moteur est de type hydraulique, mais il peut aussi être électrique. Il peut n'entrainer qu'un arbre de renvoi 59 ou au contraire, comme dans la forme d'exécution représentée, il peut entraîner, par l'intermédiaire d'une transmission par pignons et chaîne 62, l'arbre intermédiaire de la ou des paires de roues juxtaposées sur le cadre 12. Dans une variante, non représentée, le moteur hydraulique, ou électrique, est inclus directement dans le boîtier 32. L'arbre intermédiaire est monté libre en rotation dans un palier 65 porté par une platine 66 fixée par deux brides 67 sur une traverse 68. La figure 2 montre que cette traverse 68 est disposée en avant du cadre 12, auquel elle est liée, avec possibilité de réglage de sa position verticale, par les moyens représentés à la figure 4. Comme montré à cette figure, chacune des extrémités latérales de la traverse avant 12b du cadre 12 est solidaire d'une glissière verticale 72 pour un palier 73. Le fond de la glissière est traversé par une lumière verticale 74 servant au passage d'un boulon 75 traversant le palier 73 et se vissant dans une pièce 68a soudée à l'extrémité correspondante de la traverse 68. Le palier 73 est solidaire d'une tige filetée 76 traversant librement un retour coudé 72a de la platine. A l'extrémité de la tige 76 est vissé un écrou à ailettes 78 qui, par appui sur le retour coudé 72a, permet de modifier la position verticale du palier 73, donc la position verticale de la traverse 68. Ce réglage est utilisé pour modifier la position verticale du patin d'appui 6 associé à chaque paire de roues d'extraction, patin qui est fixé sur cette traverse par l'intermédiaire de deux brides 80-82, dont celle inférieure 82 est solidaire de montants 83 reliés à une platine horizontale 84, sur laquelle est fixé le patin 6. Lorsque l'appareil est en fonctionnement et qu'il est déplacé par ses roues motrices 4 dans le sens de la flèche 1 1 des figures 1 et 2, les roues d'extraction 30, de chaque ensemble d'arrachage, sont entraînées en rotation dans le sens des flèches 70 et de manière que leur vitesse linéaire périphérique soit supérieure à la vitesse linéaire d'avancement de l'appareil et proportionnelle à cette dernière. En pratique, le rapport entre les vitesses est compris entre 1,1 et 1,6, la valeur exacte étant déterminée en fonction de la nature même du sol et de son degré d'humidité. Ce surcroît de vitesse présente l'avantage de réduire le frottement des roues 30 dans le sol, mais aussi d'éjecter vers l'arrière la terre en empêchant ainsi que celle-ci s'accumule devant les roues et soit compactée par celles-ci. La proportionnalité entre les vitesses périphériques des roues et la vitesse d'avancement est réglée, soit manuellement en agissant sur la vanne d'alimentation des moteurs 33, soit de manière automatique par un boîtier de commande comportant des capteurs de vitesses, des moyens comparant les vitesses mesurées pour définir le rapport entre elles, des moyens comparant le rapport détecté avec un rapport de référence et régissant les moyens d'alimentation des moteurs 33 en fonction de la différence entre ces deux rapports. En raison de l'angulation particulière entre les roues 30 d'un ensemble d'arrachage, les plantes racines sont progressivement pincées par les deux roues, arrachées puis soulevées. Lorsque la plante racine dépasse la position du point d'écartement minimum des roues, elle est progressivement libérée par ces roues et éjectée en direction de la turbine 16, disposée en arrière de la paire de roues. On notera d'ailleurs que, grâce au pincement positif de la plante racine, les turbines avant des moyens de collecte peuvent être maintenues nettement au-dessus du niveau du sol, ce qui permet d'éviter qu'elles se chargent elles-mêmes de terre. Pendant cet arrachage, la terre adhérant aux roues est chassée de ces roues par les moyens d'essuyage 34. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 2, ces moyens 34 sont constitués, pour chaque roue 30, par une pelle d'essuyage 80 dont l'extrémité inférieure vient en contact avec la face interne de la jante de la roue correspondante, sensiblement au niveau du plan médian horizontal de la roue. La partie supérieure de la pelle est fixée à l'extrémité inférieure de la branche inférieure 82 d'un levier coudé. Ce levier est muni, dans son coude, d'un palier 83 par lequel il est articulé sur une traverse 84 s'étendant entre deux bras 85 saillant de la partie arrière de la platine 42. Les branches supérieures 86 de chacun des leviers sont reliées l'une à l'autre par un ressort hélicoïdal de traction 87, tendant à les rapprocher et à plaquer les pelles 80 contre la face interne des jantes des roues 30. Pour faciliter l'éjection des plantes racines arrachées, le dispositif selon l'invention comporte également des moyens 35 de guidage de ces plantes racines en direction des turbines 16 des moyens de collecte 8. Dans la forme d'exécution représentée, ces moyens sont constitués par au moins une, et de préférence par deux glissières sensiblement verticales 90 constituées chacune par une tige métallique cintrée en arc de cercle, avec sa concavité tournée vers l'arrière. L'extrémité inférieure de chaque tige est immobilisée en translation transversale et longitudinale avec possibilité de coulissement vertical dans un palier 91 fixé en saillie à l'arrière du boîtier d'entraînement 32. Par son extrémité supérieure, en forme d'anneau 90a, chaque glissière 90 est liée au maneton 93 d'un vilebrequin 94, monté libre en rotation sur les prolongements des bras 85 portant la traverse 84 précitée. Le vilebrequin 94 est relié, par une transmission par pignon 95 et chaîne 96, à une source de mouvements, non représentée. Lorsque l'appareil est en fonctionnement, le vilebrequin 94 communique aux glissières 90 des mouvements cycliques déphasés au cours desquels chacune d'elles va d'avant en arrière, en s'élevant et s'abaissant. Par ces mouvements, les glissières éjectent les plantes racines, pincées entre les roues 30, en direction de la turbine 16. Ce dispositif simple garantit l'éjection des plantes racines. Enfin, on notera que pour permettre d'ajuster la hauteur des turbines par rapport aux roues d'extraction 30, le cadre 19, portant les turbines, est relié à deux longerons 12c du cadre 12, portant les divers ensembles d'arrachage, par des moyens de réglage dont une forme d'exécution est représentée à la figure 2. Chaque moyen de réglage est composé d'une structure porteuse formée par une chape 100 dont les deux ailes, munies de lumière 102, sont reliées par au moins une traverse 103. L'axe 22, d'articulation du cadre 19 sur le cadre 12, traverse librement les lumières 102, des alésages ménagés dans deux ferrures 104 prolongeant le longeron 1 2c et l'alésage d'un palier 105, disposé entre ces deux ferrures. Ce palier est solidaire d'une tige filetée 106, dont l'extrémité libre reçoit, après avoir traversé librement la traverse 103, un écrou à ailettes 107 en appui sur cette traverse. Le vissage ou le dévissage de cet écrou permet de modifier la position verticale de l'appui de la traverse 103 sur l'écrou et, en conséquence, l'inclinaison du cadre 19, porté par ailleurs par les bielles 20 et entretoises 23, comme montré figure 1. Le dispositif d'arrachage qui vient d'être décrit permet non seulement d'améliorer les conditions d'arrachage des plantes racines mais aussi leur condition de nettoyage par des moyens connus fixés au-dessus des turbines, ce qui permet d'obtenir une récolte pratiquement exempte de terre et d'autres déchets et conduit à une économie importante dans le transport et le traitement de la récolte. A ces avantages, s'ajoute une réduction de la puissance résistante s'opposant à l'avancement de l'appareil, donc une diminution de la puissance nécessaire et de la consommation d'énergie. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'arrachage des betteraves et autres plantes racines comprenant, sur un châssis (2) à roues, motorisé ou tracté, des moyens d'effeuillage (5), des moyens d'arrachage (7), des moyens (8) de collecte et de nettoyage, et des moyens (10) de transfert vers une benne ou un silo, interne ou externe, et dans lequel les moyens d'arrachage (7) comprennent, pour chaque raie de plantes racines, une paire de roues d'extraction (30), juxtaposées et dont les axes de rotation forment, dans le plan transversal les contenant, un angle a ouvert vers le bas, ce plan formant lui-même, avec le plan vertical transversal du châssis, un angle b ouvert vers le bas et l'arrière, de manière que le point d'écartement minimum e entre les roues d'extraction (30) d'une paire soit à l'arrière et au-dessus du niveau du sol, caractérisé en ce que chacune des roues d'extraction (30) d'une paire de roues est reliée à des moyens moteurs (32, 35) aptes à l'entraîner en rotation, dans le même sens que les roues (3,4) du châssis (2), mais avec une vitesse linéaire périphérique supérieure et en rapport avec la vitesse linéaire d'avancement de ce châssis (2). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre la vitesse linéaire périphérique des roues d'extraction et la vitesse linéaire d'avancement du châssis est compris entre 1,1 et 1,6. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des roues d'extraction (30) d'une paire de roues est montée sur un arbre d'entraînement (37), lui-même monté libre en rotation dans l'un des paliers latéraux (38) d'un boîtier d'entraînement (32), fixé à un cadre (12), ce cadre étant porté par le châssis (2), avec interposition de moyens de réglage (44, 45) de la position verticale par rapport au sol du point d'écartement minimum e entre les roues d'extraction (30) et de moyens de réglage (49 à 56) de la position angulaire de ce point d'écartement minimum e. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier d'entraînement (32) est lié, par une articulation transversale (47), à l'extrémité avant d'une platine (42), sensiblement horizontale et liée au cadre (12) du châssis (2), cette platine comportant, sur sa partie arrière, deux pattes latérales (49) munies de lumières (50) pour le passage d'axes transversaux (52) qui sont engagés dans deux paliers (53) de position verticale réglable, chacun de ces paliers étant relié par une tige filetée (54) à un écrou (56) de réglage de la position angulaire du point d'écartement minimum e entre roues. 5 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier d'entraînement (32) est fixé sur une platine (42), sensiblement horizontale et solidaire d'une colonne verticale (43), cette colonne étant calée de manière réglable sur le cadre (12) du châssis au moyen d'étriers et de brides de serrage (44, 45). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacune des roues d'extraction (30) est fixée sur la collerette (36a) d'un moyeu (36), lui-même calé en rotation et translation sur son arbre d'entraînement (37), cette fixation étant assurée par des boulons (39), parallèles à l'axe de rotation, et avec interposition de moyens de compression élastique (40), tolérant la modification de l'écartement (ç) de la roue par rapport à l'autre roue de la même paire de roues. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacune roue d'extraction (30) est associée à un moyen (35) d'essuyage de sa jante composé d'une pelle d'essuyage (80), disposée sensiblement au niveau du plan médian horizontal de la roue et plaquée élastiquement contre la face interne de celle-ci. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque pelle (80) est fixée à l'extrémité de la branche inférieure (82) d'un levier coudé, articulé par son coude sur une traverse fixe (84), tandis que la branche supérieure (86) des deux leviers associés aux deux roues (30) d'une même paire, sont reliés l'un à l'autre par un ressort de traction (87) fournissant un effort plaquant les pelles (80) contre les jantes correspondantes. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les roues d'extraction (30), d'une même paire de roues, sont associées à des moyens d'éjection des plantes racines, moyens composés d'au moins une glissière (90), cintrée en arc de cercle dont la concavité est tournée vers l'arrière et dont l'extrémité inférieure est montée coulissante dans un palier (91) saillant à l'arrière du boîtier d'entraînement (32), tandis que son extrémité supérieure (90a) est reliée à des moyens aptes à lui communiquer un mouvement cyclique d'avant en arrière. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens communiquant un mouvement cyclique à chaque glissière (90) sont constitués par un vilebrequin (94), monté libre en rotation dans des paliers fixes, relié à des moyens d'entraînement en rotation, et sur le ou les manetons (93) duquel est articulée l'extrémité supérieure de la ou des glissières (90).