Brevet FR2756457A1 — publié le 19980605

MACHINE A TAMBOUR ROTATIF POUR MELANGER ET DISTRIBUER DES ALIMENTS POUR ANIMAUX La présente invention concerne une machine à tambour rotatif pour mélanger et distribuer des aliments pour animaux. Les machines pour mélanger et distribuer les aliments pour animaux, qu'elles soient tractées ou automotrices, sont largement utilisées par les agriculteurs. Elles leur permettent de réaliser un mélange intime et une distribution homogène des aliments à distribuer aux animaux, en particulier aux vaches. Ces aliments comprennent notamment du maïs et du foin. Sans ce mélange intime, I'animal sélectionne l'aliment pour lequel il a le plus d'appétence, ce qui peut se traduire par des déséquilibres ayant des conséquences néfastes sur la santé de l'animal et, par voie de conséquence, sur la qualité de la viande ou du lait. De nombreuses machines de mélange et de distribution consistent en une enceinte de réception des aliments, de forme sensiblement parallélépipèdique, à l'intérieur de laquelle sont prévus des équipements de mélange et de broyage des aliments. Il s'agit par exemple de vis d'Archimède, de batteurs ou de rouleaux plus communément appelés "hérissons". L'inconvénient de ce type de machine est que l'actionnement des équipements nécessite une forte puissance. De ce fait, il est indispensable d'utiliser des matériels robustes afin qu'ils puissent résister aux contraintes de puissance, ne pas subir des déformations et ne pas s'user prématurément. Par ailleurs, les vis d'Archimède et autres équipements tendent à serrer les aliments, à les compresser, les triturer et les briser. Les aliments sont donc non seulement mélangés mais également déchiquetés. Par conséquent, ils s'oxydent plus vite, ce qui peut avoir des conséquences défavorables sur leur digestion, notamment par les ruminants. Pour résoudre ce problème, on a proposé récemment un type de machine qui permet d'assurer le mélange des aliments sans altérer leur structure. Cette machine a l'allure générale d'une bétonnière, c'est-à-dire comportant un tambour généralement cylindrique entraîné en rotation autour de son axe longitudinal et qui présente une seule et même ouverture pour son remplissage et son vidage. L'intérieur du tambour est pourvu de pales qui améliorent le brassage des aliments. Le vidage du tambour est opéré en l'entraînant en rotation dans le sens opposé à celui réalisant l'admission et le mélange des aliments. Certaines de ces machines sont autotractées, ce qui signifie que le tambour est en place à demeure sur le châssis d'un camion, ouverture tournée du côté de la cabine de pilotage. Cette dernière est déportée sur un des côtés du camion, ce qui laisse un espace libre entre l'avant du véhicule et l'ouverture du tambour, espace mis à profit pour y installer des équipements d'approvisionnement en aliments (tapis roulant, etc.). Pour le vidage, des moyens sont prévus à l'aplomb de l'ouverture du tambour, de sorte que le conducteur, de sa cabine, peut contrôler la répartition des aliments distribués. Cependant, un inconvénient d'un tel véhicule est qu'il est d'un achat coûteux et qu'il ne peut pas être utilisé pour d'autres tâches dans une ferme. On a également proposé d'équiper une remorque attelable à l'arrière d'un tracteur d'un tel tambour. Pour des raisons d'encombrement dues à la présence de la cabine du tracteur, I'ouverture du tambour est dirigée vers l'arrière de la remorque. Du fait que cette ouverture sert également au vidage et à la distribution du mélange des aliments, le vidage s'opère à distance du conducteur, de sorte qu'il ne peut pas en vérifier la régularité. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. En d'autres termes, elle vise à fournir une machine du même type général que celle décrite plus avant, mais qui permet d'effectuer un contrôle aisé de son vidage, directement par le conducteur du véhicule, de son poste de conduite. Un autre objectif de l'invention est de fournir une machine réalisant un mélange homogène des aliments, sans en altérer la structure. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir une machine simple de conception, robuste, facile à utiliser et nécessitant peu de puissance pour l'entrâî- nement de ses équipements. Ces objectifs, ainsi que d'autres sont atteints conformément à l'invention, telle qu'elle est décrite ci-dessous. La machine dont il s'agit est du type qui comprend une enceinte de réception des aliments en forme de tambour rotatif, d'axe horizontal, et dont une extrémité présente un orifice pour l'introduction des aliments, l'enceinte étant pourvue intérieurement de moyens de brassage des aliments. Selon l'invention, L'enceinte présente un second orifice, opposé au premier, qui peut être sélectivement ouvert ou fermé, son ouverture permettant 1 'éva- cuation au moins partielle des aliments mélangés hors de l'enceinte, lorsqu'elle est entraînée en rotation. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives: - ladite enceinte consiste en un cylindre rotatif ouvert à ses deux extrémités, qui sont obturées par des éléments fixes en forme de disques, dans lesquels sont ménagés lesdits orifices; - ledit tambour est supporté par un berceau; - elle comprend des moyens d'entraînement en rotation du tambour, supportés par le berceau, tels qu'au moins un pignon rotatif qui coopère avec au moins une crémaillère prévue sur la périphérie du tambour; - des galets assurent le guidage en rotation du tambour par rapport au berceau; - ledit orifice pour l'introduction des aliments est conformé en entonnoir; - le second orifice est pourvu d'une plaque pivotante, mobile vers l'intérieur de l'enceinte, de sorte que lorsqu'elle est déplacée vers l'intérieur de l'enceinte, elle constitue une goulotte de guidage pour l'évacuation des aliments; - le second orifice est pourvu d'un carénage dans lequel est monté une vis d'Archimède rotative, pénétrant partiellement à l'intérieur de l'enceinte, et s'étendant parallèlement à son axe; - ladite vis est pourvue d'un auget coulissant adapté pour être déplacé entre une première position extrême où il est disposé en-dessous la partie de vis située à l'extérieur de l'enceinte et obture ainsi ledit orifice, et une seconde position extrême où il est situé sous la partie de la vis située à l'intérieur de l'enceinte, faisant alors office de moyens de guidage des aliments captés par la vis hors de l'enceinte; - ledit second orifice est équipé de moyens de distribution des aliments dont l'orientation est réglable sur les deux côtés opposés de l'enceinte; - elle est tractée ou automotrice, le second orifice étant tourné vers le poste de conduite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de certains modes de réalisation préférentiels. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, avec arrachement partiel, d'une machine tractée conforme àI'invention à l'invention; - la figure 2 est une vue schématique destinée à montrer comment peut être assuré le guidage en rotation du tambour de la machine; - la figure 3 est une vue selon un plan de coupe vertical et longitudinal, du tambour de la machine; - la figure 4 est une vue du tambour de la machine, selon le plan de coupe IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est une vue de côté, avec arrachement partiel, de la partie arrière de la machine, selon une deuxième forme de réalisation; - les figures 6 et 7 sont des vues de côté, avec arrachement partiel, de la partie avant de la machine, selon une troisième forme de réalisation; - la figure 8 est une vue partielle de côté de la machine, avec des équipements de chargement d'aliments dans l'enceinte. La machine pour mélanger et distribuer des aliments pour animaux conforme à la présente invention comporte un châssis de support du même type que celui qui équipe les remorques bien connues. A la figure 1, un seul longeron longitudinal 10 de ce châssis est visible. Toutefois, ledit châssis est formé de deux longerons parallèles 10 du même type, entre lesquels sont intercalés des longerons transversaux, ce qui donne au châssis, en vue de dessus, une forme sensiblement rectangulaire. A sa partie avant située sur la gauche de la figure 1, le châssis comporte un bras unique 12 pour sa mise en place à l'arrière d'un véhicule tracteur. Comme cela est visible, le châssis est monté sur des roues 11. Cette machine comporte une enceinte 1 de réception des éléments à mélanger et distribuer. Elle a la forme d'un tambour rotatif d'axe horizontal XX'. Plus précisément, L'enceinte consiste en un cylindre métallique 2 ouvert à ses deux extrémités opposées 20 et 21. Sur la face supérieure de chacun des deux longerons 10 sont prévus, à distance régulière, des supports verticaux 51 de paliers 50 dans lesquels est guidé un arbre rotatif 5 d'axe YY' parallèle à l'axe XX'. Vers l'avant de la machine, c'est-à-dire sur la gauche de la figure 1, le seul arbre 5 visible sur la figure est relié à des moyens non représentés d'entraînement en rotation, tels que la prise de force du tracteur. Sur cet arbre 5 sont prévus deux pignons métalliques 53 et quatre galets 52, montés fous en rotation. Ici, un seul des deux arbres 5 est moteur. Toutefois, dans un mode de réalisation, ils peuvent l'être tous les deux. Les deux arbres 5 parallèles, avec leurs équipements associés (galets et pignons) constituent, pour l'enceinte 1, un berceau de support. Cela signifie que l'enceinte repose au-dessus du châssis via les galets 52 et les pignons 53. Comme le montre la figure 1, ce montage est tel que la génératrice la plus basse du cylindre 2 se trouve à un niveau plus bas que le berceau. Par ailleurs, on précisera que les pignons 53 engrènent avec des crémaillères 6 qui s'étendent, parallèlement l'une à l'autre, sur la face externe du cylindre. On comprend aisément que l'entraînement en rotation d'un des deux arbres 5 (ou des deux) permet d'entraîner également en rotation le cylindre 2, via les crémaillères et les pignons associés. Le guidage en rotation de l'ensemble est assuré par la série de galets 52. Pour un meilleur guidage en rotation du tambour autour de l'axe XX', il est possible de prévoir, comme le montre la figure 2, un troisième arbre 5 qui s'étend parallèlement à la génératrice la plus haute du cylindre 2. Un seul des arbres 5 est moteur et leurs extrémités, au niveau des paliers de guidage, sont reliées par un châssis fixe, formé de tiges métalliques 5'. Sur cette figure, on a seulement représenté sur les arbres 5 les galets de roulement 52. Un quatrième arbre peut être prévu, qui forme alors avec les trois autres, les grandes arêtes d'un parallélépipède fictif. Là encore, plusieurs arbres 5 peuvent être moteurs. Dans une forme différente d'entraînement du cylindre en rotation, on peut prévoir une courroie ou une chaîne entourant ledit cylindre, elle-même entrainée en rotation par une poulie ou un pignon monté sur au moins un des arbres 5. Dans une variante, cette poulie ou ce pignon peut être fixé sur l'arbre de sortie d'un moteur, par exemple hydraulique, fixé au châssis et alimenté par le véhicule tracteur. Les extrémités ouvertes 20 et 21 du cylindre 2 sont obturées par deux éléments fixes 3 et 4 en forme de disques, formant couvercle. Par l'expression "élément fixe", on entend des pièces fixes par rapport au châssis 10. L'élément 3 est constitué d'une plaque 30 en forme de disque, de diamètre légèrement supérieur à celui de l'ouverture 20, garnie d'une collerette périphérique qui s'étend selon un plan perpendiculaire. Cette collerette entoure donc partiellement et extérieurement la paroi du cylindre 2. L'élément 3 est fixé au châssis par des pièces métalliques, tel qu'un cadre, qui n'a pas été représenté pour une meilleure lisibilité des figures. Entre la collerette 32 et le cylindre 2 peut être prévu un matériau formant joint d'étanchéité et peu sensible à l'usure. Enfin, L'élément 3 comporte dans sa partie supérieure un orifice 31 dont on expliquera plus loin la fonction. D'une manière similaire, l'extrémité 21, c'est-à-dire l'extrémité avant de la machine, est obturée par un élément 4 avec une plaque en forme de disque 40 et une collerette 42. Egalement dans sa partie supérieure l'élément 4 comporte une ouverture 41. Celle-ci peut être sélectivement ouverte ou fermée par un volet pivotant 44 dont on a symbolisé le mouvement par la double flèche h. Ce volet pivote vers l'intérieur de la machine autour d'un axe horizontal transversal ZZ'. Ce volet est bordé par deux plaques parallèles 43 qui s'étendent verticalement et longitudinalement par rapport à la machine. Dans la position représentée à la figure 1 où le volet 44 a basculé vers l'intérieur, il constitue avec les plaques associées 43 une sorte de goulotte. Dans une forme de réalisation différente, les éléments 3 et 4 peuvent être prévus strictement en forme de disques, montés aux extrémités du cylindre, lesquelles sont alors conformées en gorges radiales tournées vers l'intérieur. L'orifice 41 communique vers l'extérieur avec une trémie 45 représentée en traits pointillés, dont l'orifice inférieur débouche à l'intérieur d'une gaine de distribution orientable 46, apte à être dirigée d'un côté ou de l'autre de la machine. Cette gaine 46 est par exemple constituée par un tuyau en matière plastique facilement déformable. A la paroi interne du cylindre 2 sont fixées des pales d'entraînement 22 et 23, qui dans la forme de réalisation de la figure 3, s'étendent parallèlement aux génératrices du cylindre. Toutefois, une disposition différente est possible. Ainsi, pour un meilleur mélange des aliments à l'intérieur de la machine, il est possible d'avoir des pales disposées de manière aléatoire, forçant ainsi les aliments à suivre des trajets très sinueux, de façon à favoriser leur mélange intime. Dans la forme de réalisation de la figure 4, les pales 22 les plus proches de l'élément de fermeture 4 sont légèrement incurvées, de sorte que les aliments qu'elles brassent sont retenus par elles à la manière de cuillères. Du fait de la rotation du cylindre 2 dans le sens de la flèche k, les aliments ne retombent que tardivement vers l'intérieur du cylindre. Une grande partie de ceux-ci sont captés par le volet 44 et les plaques 43 associées lorsque ces éléments sont en position d'ouverture pour l'évacuation des aliments hors de l'enceinte. En référence à la figure 5, l'élément 3 qui obture l'extrémité arrière 20 du cylindre comporte, au niveau de l'orifice 31, une plaque oblique 33 dont les extrémités sont reliées à des panneaux 34. Cet ensemble constitue une sorte d'entonnoir dont l'extrémité supérieure débouche à l'air libre, tandis que l'extrémité inférieure communique avec l'intérieur du cylindre. On comprend qu'un tel montage permet facilement d'introduire des aliments à l'intérieur du cylindre, l'entonnoir ainsi formé formant moyen de guidage pour ceux-ci. Les figures 6 et 7 illustrent une variante de réalisation des moyens qui permettent d'évacuer en-dehors de l'enceinte les aliments mélangés. Selon ce mode de réalisation, l'élément 4 comporte, dans l'axe X X' de l'enceinte, un carter 7 qui fait saillie longitudinalement vers l'avant de la machine. De préférence, ce carter a une forme généralement cylindrique. Sa face avant 71 comporte une ouverture 72 à travers laquelle est guidé l'arbre 75 d'une vis d'Archimède 74. Une partie seulement de cette vis s'étend à l'intérieur du carter 7, c'est-à-dire en-dehors de l'enceinte. Elle se prolonge à l'intérieur même du cylindre 2. A son extrémité libre, elle est guidée en rotation à l'intérieur d'un palier 76 qui est fixé, par des tiges radiales 77, au cylindre 2. Il est à noter que la paroi cylindrique 70 du cartier, comporte, au niveau de ses génératrices les plus basses, une ouverture 73. La vis est pourvue d'un auget 8 qui a une longueur sensiblement égale à la moitié de celle de la vis d'Archimède. Cet auget est prévu coulissant le long de la vis et comporte pour ce faire, des moyens d'entraînement et de guidage non représentés. Dans la position de la figure 6, cet auget se trouve sous la vis, dans sa partie contenue dans le carter 7. Ainsi il obture l'ouverture 73. Nous reviendrons plus loin en détail sur ce montage. En plus des pales 22 et 23 qui assurent le brassage des aliments, il peut être prévu, dans l'axe de la vis d'Archimède 74, une seconde vis non représentée, qui s'étend dans la partie restante du cylindre. Son arbre peut être monté à l'intérieur de celuici de la vis 74 qui, bien entendu, est alors prévu creux. Son autre extrémité est guidée dans un palier, relié par des éléments radiaux à la paroi du cylindre 2. Dans la forme de réalisation de la figure 8, les longerons 10 du châssis comportent, au niveau de leurs extrémités arrières, deux poteaux verticaux et parallèles 9 qui soutiennent des éléments de chargement des aliments à l'intérieur de la machine. A titre d'exemple, il s'agit d'un rouleau 93 plus communément appelé hérisson, fixé et guidé en rotation entre lesdits poteaux. Sa fonction est de déstructurer des matériaux fibreux tels que de la paille pour permettre leur introduction plus facile dans la machine. Pour ce faire la paille, sous forme de balle, peut être mise en place dans la pelle représentée schématiquement et portant la référence 94. La pelle est alors soulevée en direction du rouleau. Cependant, en l'absence de rouleau, la paille en vrac ou tout autre aliment peut être réceptionné de la pelle, laquelle est soulevée pour déverser sa charge dans l'enceinte. Selon une autre possibilité, des bras parallèles 90, articulés à l'extrémité supérieure des poteaux, portent un peigne 92 avec une série de dents, dont le pivotement est assuré par un système de vérins 91. Le fonctionnement de la machine selon l'invention est le suivant. En référence à la figure 1, on commence par mettre en route le système d'entraînement en rotation de l'enceinte 1. L'élément 3 étant fixe, il est possible malgré la rotation du cylindre 2, d'introduire, par exemple à l'aide d'une pelle mécanique, des aliments à travers l'orifice 31. Ces aliments sont alors brassés à l'intérieur du cylindre par les pales 22 et 23. Cette opération est effectuée alors que le volet 44 est plaqué contre l'élément 4. Les aliments subissent un brassage et se déplacent selon des chemins aléatoires qui en assurent un mélange intime. Dès lors que l'on souhaite distribuer les aliments, il suffit de tracter la machine à proximité de l'endroit où on souhaite les distribuer, par exemple une mangeoire. Pour assurer la distribution, on fait pivoter vers l'intérieur de l'enceinte le volet 44, de sorte que la goulotte ainsi constituée capte une partie des aliments mélangés. Ceux-ci sont alors réceptionnés dans la trémie 45 et guidés vers le lieu de distribution par le tuyau 46. Dans une forme de réalisation différente, il pourrait être prévu deux tuyaux à l'extrémité inférieure de la trémie 45. Selon que l'on souhaite distribuer les aliments à droite ou à gauche de la machine, il peut alors être prévu un volet coulissant qui obture sélectivement un des deux tuyaux. La distribution des aliments peut être opérée de manière particulièrement efficace puisque le point de distribution est directement visible par le conducteur de son poste de pilotage. Lorsque la machine est du type de celle illustrée aux figures 6 et 7, le brassage et le mélange des aliments se fait de la même manière. Ainsi, lorsque l'auget 8 occupe la position de la figure 6, les aliments, dont le déplacement est symbolisé par les flèches A, traversent la partie de vis 74 disposée à l'intérieur de l'enceinte, sans que celleci n'interfère avec leur écoulement. Par contre, lorsque l'auget est déplacé vers l'intérieur de l'enceinte (voir figure 7) il assure, avec la partie de vis sous laquelle il est placé, le guidage des aliments ainsi captés vers l'extérieur de la machine, via l'ouverture 73. Ceci a été symbolisé par la flèche A' à la figure 7. Par contre, les aliments qui sont déversés au-dessus de la vis dans sa partie qui n'interfère pas avec l'auget 8, la traversent et retombent dans la partie inférieure du cylindre 2. Dans une forme de réalisation différente, seule la partie de l'élément 4 équipée du carter 7 pourrait être prévue fixe par rapport au châssis, ce qui signifie que le reste de l'élément pourrait être d'une seule et même pièce avec le cylindre 2. En particulier pour favoriser le vidage de la machine, le cylindre pourrait être prévu légèrement pivotant autour d'un axe transversal et horizontal. Pour ce faire, il peut être prévu des paliers 50 seulement aux extrémités opposées des longerons 10. Les paliers 50 les plus proches de la partie avant de la machine sont alors prévus articulés autour d'axes transversaux et horizontaux, tandis que les paliers opposés sont montés sur vérins. Dans une telle hypothèse cependant, L'arbre moteur 5 devrait être relié à ces moyens d'entraînement par un joint à cardan. La description qui vient d'être faite se référait à une machine tractée. Toutefois, à quelques différences près, cette machine pourrait être prévue automotrice, à la manière d'un camion. On comprend que la machine de l'invention nécessite peu de puissance pour l'entraînement du tambour. Elle est de structure simple et d'un coût d'entretien relativement bas. A l'usage, le temps de mélange des aliments à distribuer est rapide et permet d'obtenir un mélange homogène des aliments qui est tout à fait accepté par les animaux. De plus, le système d'évacuation et de distribution en permet une distribution homogène. REVENDICATIONS 1. Machine pour mélanger et distribuer des aliments (A) pour animaux, qui comprend une enceinte (1) de réception des aliments (A) en forme de tambour rotatif d'axe horizontal (XX') et dont une extrémité présente un orifice (31) pour l'introduction des aliments (A), l'enceinte (1) étant pourvue intérieurement de moyens de brassage (22, 23) des aliments (A), caractérisée par le fait que cette enceinte (1) présente un second orifice (41, 73), opposé au premier, qui peut être sélectivement ouvert ou fermé, son ouverture permettant l'évacuation au moins partielle des aliments (A) mélangés hors de l'enceinte (1) lorsqu'elle est entraînée en rotation. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite enceinte (1) consiste en un cylindre rotatif (2) ouvert à ses deux extrémités (20, 21), qui sont obturées par des éléments fixes (3, 4) en forme de disques, dans lesquels sont ménagés lesdits orifices (31, 41). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que ledit tambour est supporté par un berceau (10). 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (5) d'entraînement en rotation du tambour (1), supportés par le berceau (100), tels qu'au moins un pignon rotatif (53) qui coopère avec au moins une crémaillère (6) prévue sur la périphérie du tambour. 5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée par le fait que des galets (52) assurent le guidage en rotation du tambour par rapport au berceau (10). 6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit orifice (31) pour l'introduction des aliments est conformé en entonnoir (33, 34). 7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le second orifice (41) est pourvu d'une plaque pivotante (44) mobile vers l'intérieur de l'enceinte (1), de sorte que lorsqu'elle est déplacée vers l'intérieur de l'enceinte (1), elle constitue une goulotte de guidage pour l'évacuation des aliments (A). 8. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le second orifice est pourvu d'un carénage (7) dans lequel est monté une vis d'Archimède rotative (74) pénétrant partiellement à l'intérieur de l'enceinte (1), et s'étendant parallèlement à son axe (XX'). 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ladite vis (74) est pourvue d'un auget coulissant (8) adapté pour être déplacé entre une première position extrême où il est disposé en-dessous la partie de vis (74) située à l'extérieur de l'enceinte (1) et obture ainsi ledit orifice (73), et une seconde position extrême où il est situé sous la partie de la vis (74) située à l'intérieur de l'enceinte (1), faisant alors office de moyens de guidage des aliments (A) captés par la vis (74) hors de l'enceinte (1). 10. Machine selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que ledit second orifice (41, 73) est équipé de moyens de distribution (46) des aliments (A) dont l'orientation est réglable sur les deux côtés opposés de l'enceinte (1). il. Machine selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle est tractée ou automotrice, le second orifice (41, 73) étant tourné vers le poste de conduite.