Brevet FR2747954A1 — publié le 19971031

OISPOSITIF D'ERACINATION DES PLANTES A BULBES. A RHIZOMES ET A TUBERCULES. UTILISANT UN OUTIL COUPANT CYLINDRIQUE ROTATIF A ACTION TANGENTIELLE ET A AFFUTAGE INTEGRE La présente invention concerne un disposrtif d'éractriation des plantes à bulbes, à rhizomes et à tubercules. et elle se rapporte plus précisément à un procédé destiné aux plantes crtées ci-dessus mais cultivées et nécessrtant l'élimination des ractries adventives sans biessure toutefois des bourgeons axillaires indispensables à la muitiplication. Le dispositif selon l'invention est également applicable à d'autres sous-espèces, espèces et familles de plantes, si le besoin pour des raisons quelconques s'en faisait ressentir, A titre d'exemple: les producteurs d'ail sont obligés de parfaire la présentation de leur produit avant la commercialisation au moyen de deux opérations qui peuvent être réalisées simultanément, à savoir le blanchiment et l'éracinage. - Le blanchiment est rapidement réalisé en enlevant les premières enveloppes noircies de la tête d'ail. - L'éracinage est obtenu manuellement en coupant les racines de la tête son avec un sécateur, soit avec une lame tranchante. On sait que l'éractriation est aussi une nécessité - en dehors de la présentation en vue de la consommation domestique - pour la multiplication à partir des bourgeons; ceuxci devant développer leur propre système radiculaire. Cette opération doit respecter les bourgeons axillaires encore dénommes calleux et dans le cas de l'ail les gousses de la tête, souvent en excroissance par rapport au plateau supportant les racines. Si l'opération est entièrement manuelle, elle requiert donc une certaine habitude et une relative dexténté. Comme blen souvent. pour abaisser les coûts de main d'oeuvre, on uttllse un ouB tillage portatif motonse tels que brosses ou fraises, les cailleux sont blessés voire amputes. Les systèmes actuels à fraises creusent axialement les raanes mais ne les éliminent pas totalement au centre d'action de la fraises (port de rotation nulle) et le pourtour de l'outil rotatif, le plus souvent agresse les cailleux De même, le brossage est encore moins sélectif et agit beaucoup plus brutalement sur la plante. Il n'existe donc, à l'heure actuelle aucune solution mécanique satisfaisante pour l'opération d'éracination des plantes précitées et dans notre exempie pour l'ail domestique et cuitivé. Par la présente invention qui ressort du domaine industnel, on se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention a pour objet un disposrtif d'éracination des plantes précitées utilisant un moyen motonsé ou non. industrialisable et commercialisable. comprenant au moins un outil cylindrique coupant rotatif agissant tangeleilement au niveau des raanes et non plus axialement comme les outils actuets et pouvant etre affûté par un dispositrf intégré sans arrêt de la rotation. Ce dispos@tif rompt ainsi avec la technique habrtuelle pour procurer un résultat nouveau (plus de rotation nulle. ni blessure voire ablation des cailleux ) et avantageux (moins de déchets) ainsi qu'une économie de temps (vitesse d'exécution quadruplée), de moyen (affûtage incorporé) - donc une productivité accrue. A cet effet, le dispositif selon l'invention se compose en premier lieu d'un outil cylin- dquue coupant rotatif entrainé par serrage par un porte outil lu même monté sur l'arbre d'un moteur électrique. Ce premier ensemble ci-dessus décnt est protégé par une platine basse et un couvercie. il est complété par un deuxième ensemble constitué d'un capot de protection de l'outil portant un dispositif d'affûtage intégré. La plante est amenee manuellement les racines en l'air au niveau de l'outil. Aprés mise en contact avec l'outil, une simple poussée est suffisante pour éliminer les racnes au niveau du plateau. De préférence, selon l'invention, on recherchera pour la matière constituant les outils coupants rotatifs cylindriques, des aciers très durs, supportant des chocs et résistants bien à rabrasion. En effet de nombreux essais, en parricuier avec l'ail blanc qui pousse de préférence dans des sols argilo-siliceux, il a été constaté une grande uswe avec des aciers ordinaires. II a été remarque. qu'en fonction des plantes à traiter, la nature de l'alliage cnange et doit être impérativement adaptée pour une bonne optimisation de la coupe. Un traitement thermique complète la fabncation de l'outil. Un trempé à l'eau, voire à l'huile entre 830 C et 890 C est nécessaire. On a constaté qu'un revenu jusqu'à 600 C améliorait la résistance aux chocs. Selon une variante, une légère ondulation axiale et / ou tangentielle du tranchant a montré qu'avec des aciers moins sophistiqués la coupe restait bonne, mais l'usure était très rapide. On devait cependant réduire la vitesse à quelques tours minutes pour l'affûtage ce qui nécessite un vanateur (mécanique et/ou électrique) de vitesse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'affûtage se réalise en cours d'éracination, des pierres à affûter de section triangulaire pour l'exemple décnt sont montiez de façon à respecter les angles d'affûtage et d'attaque de l'outil. Le support de ces pierres se déplace en coulissant dans une gorge rectangulaire pratiquée dans le ca- pot de protection de l'outil tournant. Le déplacement manuel de ce dispositif permet un affûtage interne et exteme de l'outil toumant. Selon encore une autre caracténstique et une vanante de l'invention, la force motance peut être fournie par tout moyen rotatify compris la force ammale voire humaine. Selon encore une autre vanante de l'invention le dispositif intégré d'affûtage peut être manoeuvré au pled grâce à une pedale et un dispositif inspiré des dératilleurs de bS cyåette. La présente invention sera mieux compnse a l'aide d'exemples particuliers de réali- sation. décnts ci-aprés à titre non limitatif. en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 a represente en perspective le dispositif de coupe la figure lb represente en p[erspective le disposflit d'affûtage intégré la figure 2 représente l'ensemble des deux dispositifs refermés en etat d'utillsation. la figure 3a représente, en coupe, l'outil cylindnque coupant rotatif (9) à double tranchant Ainsi que l'axe AA' qui est l'axe de coupe de l'outil la figure 3b représente, en coupe un outil ( 52 ) à simple tranchant présente comme variante. la figure 3c représente en demi-coupe le porte outil ( 7). la figure 4a représente, en coupe, le porte pierre coulissant ( 13 ) du dispositif inté- gré d'affûtage supportant les pierres à affûter ( 14 ) et ( 15 ). la figure 4b représente le meme dispositif, vu de l'intérieur du capot de protection ( 11 ). les figures 4c 1 4d représentent schématiquement l'affûtage de l'outil ( 9 ). les figures 5 représentent un exemple d'utilisation avec des têtes d'ail et les résuitats obtenus. les figures 6a. 6b, 6c, représentent, en perspective des variantes du dispositif compltt Pow une bonne compréhension de l'ensemble du dispositif présente a titre d'exemple sur la figure 1a sont représentés successivement la platine basse ( 1 ) sur laquelle vient se fixer respectivement les pleds ( 2 ), le couvercle ( 3 ) ainsi que le mo- teur électrique ( 4 ) dont l'arbre ( 5 ) muni d'une clavette ( 6 ) permet l'accouplement d'un manchon porte outil ( 7 ) maintenu en place par une vis ( 8 ). Ce manchon porte outil ( 7 ) reçoit l'outil cylindrique coupant rotatif (9) mamtenu par autoserrage grâce à un ensemble vis I rondelle ( 10 ). En figure lb est représenté. en perspective, le système d'affûtage intégré. II est composé. d'un capot (11 ) ayant fonction dans un premier temps de protéger l'ooérateur de l'outil toumant ( 9 ) et dans un second temps un rôle de glissière (12) pour recevoir le porte-pierres à affûter coulissant ( 13 ) mum des 2 pierres ( 14 et 15 ), de ses fiasques de serrage ( 16 et 17 ) serrés par les vis ( 18 ). Un contre coulisseau ( 19 ) permet de maintenir le porte pierres ( 13 ) dans la coulisse ( 12 ) du capot (11) avec un léger jeu. L'entrainement de ce disposlff Intégré d'afIDtage est manuel et s'effectue par des petits aller-retour comme 1 sera commenté plus loin en rapport avec les figures 4. Un lot de vis identiques ( 38 ) non toutes figurées sur les figures 1, permets grecs à des encoches (37) et des écrous sertis ( 36 ) de fixer le capot (3) sur la piatine ( 1 ) et de recevoir le capot ( 11 ). Le dispositif refermé représenté sur la figure la présente a titre d'exemple une profondeur de 45 cm. une largeur de 30 cm et une hauteur de 22 cm. Le capot de protection ( 3 ) du systeme Intégré d'affûtage représenté en figure tb n'étant pas compns, son dépassement en face avant du précédent dispositif est d'environ 12 cm pour une hauteur de 10 cm, ce qu lasse un acces de 10 cm de haut pour présenter å l'envers les tetes d'ail (bulbes) pour les éraciner. La puissance à fournir est optimale pour environ 0,75 CV. En figure 2 est représenté. en perspective. le dispositif auquel la main ( 20 ) de l'opératpr présente pour l'exemple une tête d'ail ( 21 ) au niveau du tranchant de l'outil toumant (9) juste au dessous du dispositif intégré d'affûtage dont on reconnaitra l'outil porte-pierres ( 13 ) et le capot de protection ( 11 ) monté sur le capot pnncipal ( 3 ). Sur la planche 3 sont représentés en coupe deux outils cylindriques rotatifs toumants monoblocs ( 9 et 52 ), en figure 3a a double tranchant, en figure 3b à simple tranchant On reconnaitra successivement les tranchants (22), les évidements ( 23 ), l'ouverture centrale (24), l'angle d'affûtage &alpha; entre la partie intérieure et extérieure du tranchant ( 22 ), l'angle d'attaque ss entre la partie extérieure du tranchant ( 22) et l'axe AA' de l'outil ( 9 ). Les angles pouvant vaner, pour a de Se à 45 , pour ss de 0 à 250. En figure 3c est représenté en semi-coupe le porte outil ( 7 ).11 presente un logement (25 ) coulissant sans jeu excessif sur l'arbre moteur ( 5 ). 11 est fixe sur ce demier grace à une vis sans tête de maintien ( 26 ) serrée grâce à une clé ( 27 ). Un renflement ( 28 ) précédé d'une partie cylindrique ( 29 ) intérieurement taraude. permet grâce a un moyen de serrage (vis ( 30 ) et rondelle ( 31 )) de fixer grâce à une cié ( 32 ) un outil ( 9 ou 52 ). L'épaulement( 33 ) protège le second tranchant ( 22 ) d'un outil ( 9 ). On a recherché un compromis entre le coût de fabncation de l'outil coupant cylindri- que ( 9 ou 52) et des paramètres importants tes que la durete Bnnell HB et les pnncipa- les caracténstiques mécaniques telles que résistance a la traction et module d'élasticité. Aussi, ont été essayes: des aciers fins non allies de types XC 48 J 65 trempes a l'huile ou a l'eau vers 830 C et revenus vers 600 C. Des aciers au sillcium de types SCD trempés a l'huile vers 890 C et revenus a 600 C, ou trempés sous vide. Des essais complémentaires d'amélioration de la dwete n'exciuent pas la possibillté d'utilisation de techniques telles que la nrtruration. la cémentation voire l'implantation lont que et revêtement de carbone cnstallin. Selon une vanante. une légère ondulation radlale et / ou tangentielle du tranchant ( 22) a montré qu'avec des aciers moins sophistiqués la coupe restait bonne, mais l'usure était très rapide. On devart réduire la vitesse a quelques dizaines de tours par minute pour l'affûtage. La réalisation de l'outil ( 9 ) qu dans l'exemple présente un diamètre extérieur de 50m/m pour une épaisseur de 2.5 m/m de tranchant ( 22 ) et une longuew de 40 m/m. doit être réalisée par tournage au 1/100 de mlm comme précision. L'alustage sur le mandrin porte outil ( 7 ) est de tolérance H7 Les tranchants ( 22 )sont pnmrtivement ajustes par meulage et rectification. Des essais ont montré que selon les plantes a traiter les vrtesses de rotation pou- vaient vaner de 1000 à 6000 tours par mmute par l'emploi de moteurs a vitesses vanables et/ou de vanateurs de vitesses mécaniques et/ou électroniques. Sur la figure 4a. on a représenté dans son détail le dispositif intégré d'affûtage. Le porte pierres à affûter ( 13 ) reçoit dans deux logements ( 34 et 35 ), les pierres correv pondantes ( 14 et 15 ). Ces logements ( 34 et 35 ) sont taillés de façon que les pierres (14 et 15) respectent rangle d'attaque p et l'angle d'affûtage a - l'angle r de la figure 4c correspondant à la différence algébrique (a - ss) - Sur la figure Sa, les pierres ( 14 et 15 ) sont serrées contre le porte-pierres (13) par deux butées ( 16 et 17 ) et un jeu de vis (18). Un contre-coulisseau (19) visible également en 4b qu est un éclaté intérieur du capot de protection (11) maintent cet ensemble précédemment décrit dans b loge ( 12 ). L'affûtage est réalise en deux temps. En figure 4c la pierre ( 15 ) inclinée d'un angle r par rapport à l'axe de l'outil ( 9 ) affûte l'intérieur du tranchant ( 22 ) . En figure sa la pierre ( 14 ) inclinée d'un angle p par rapport a l'axe de l'outil ( 9) affûte l'exténeur du tranchant ( 22 ). Sur la planche 516 sont en perspective et pour l'exemple figurés respectivement: en 5a, une tête d'ail ou buibe (21) vue par le dessus - des bulbilles ( 39 ) ainsi que sa tige florale (40 ) sont représentées. En 5b la coupe d'une bulbille avec son bourgeon central ( 41 ) et son plateau ( 42 ), en 5c un bulbe à l'envers, la tige florale ( 40 ) et les racines ( 43 ) donnent l'axe de la tete. La figure 5c montre un exemple de dégâts occasionnés par une fraise a action aaiale. On remarque des restes de racines ( 44) et l'appantion d'un bowgeon au plateau arraché ( 42 ). La figure 5d montre un exemple de raanes ( 43 ) nettement coupes au niveau des plateaux ( 42 ) par le dispositif faisant l'objet de la presente invention. Sw la planche 616 sont en perpective et pour l'exemple des variantes du disposrtif, Sur la figure 6a. on a figuré l'entrainement dans un mouvement rouas de l'outil ( 9 ) par l'intermédiaire d'un flexible ( 44 ) La rotation est assurée soit par un moteur électrique indépendant ( 45), sot par une perceuse électrique portative ( 46). La force motnce peut ebe aussi fournie par des moteurs pneumatiques, hyerautiques. la prise de force d'un tracter agricole. Le flexible ( 44 ) s'emmanche sur un pallier ( 49 ) entraînant le porte outil ( 7 ) portant l'outil ( 9 ) Les pièces ne sont pas visibles sur la figure 6a mai sur la figure 6b.Sw cette même figure 6a, on a représenté selon une disposition avantageuse, le dispositif complet posé sur une tablette (53) munie de pieds (54) à ancrage (55) et d'un axe (56) supportant deux pédales ( 47 et 51 ). sur la figure 6 b, on a représenté dans l'espace, le mécanisme d'entrainement par la force humaine. La pédale ( 47 ) par son battement vertical entraine un volant ( 48 ) grâce à un mandion (61), une biellette (60) et une rotule (59). Sur la figure 6c, est représentée, une vanante de la commande du dispositif d'affûtage intégré. Manoeuvré au pied ( 57 ) la pédale ( 51 ) munle d'une sangle ( 58 ) permettant des battements haut et bas par rapport à l'horizontale et d'une retenue de gaine ( 63 ) permet la manoeuvre du câble ( 66 ) dans sa gaine ( 50 ) par rapport à un point fixe ( 62 ) monté sur l'arbre ( 56 ). Ce même câble actionne le porte pierres ( 13 ) dans les deux sens grâce à un ressort compensateur (65) et une retenue de gaine (54) fixée sur le capot ( 11 ). Sur cette figure sont figurés les sens des déplacements du porte pierres ( 13 ) en fonction des battements verticaux du pied ( 57 ). REVENDICATIONS 1/ Disposrtif d'éracinage de toutes plantes å bulbes, a mizomes voire a tubercules en général et d'ail cultivé (latin: Allium sativum) en particulier, caracténsé par une éllmination tangentelle des racines adventives ( 43 ) de la plante ( 21 ) par l'action d'un ou. coupant, cylindnque et rotatif ( 9 ou 52 ) contrairement à une coupe axiale habrtuelle. 2/ Dispositif d'éracinage selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'outil coupant cylindrique rotatif qu'il soit simple ( 52 ) ou double réversible ( 9 ) présente entre l'inténeur et l'extérieur de la partie coupante ou tranchant (22) un angle d'affûtage a compns entre 5 et 45 et par rapport à l'axe de l'outil ( 9 ou 52 ) un angle d'attaque ss compris entre 0' et 25 selon le type de plante à traiter. Selon une variante, le tranchant ( 22 ) pourrait présenter des ondulations axiales et / ou tangentielles. 31 Dispositif d'éracinage selon les revendications 1,2 caractérisé par le fait que rangle d'attaque ss du tranchant (22) par rapport a l'axe de rotation favorise l'engagement de l'outil (9 ou 52) sous les racines ( 43 ) des plantes ( 21 ) tout en évitant la biessure voire l'ablation des bourgeons collatéraux ou axillaires viables ou buibilles ou cailleux communement appelés gousses , pour l'ail ( 39 ) indispensables à la multi- plication. 4J Dispositif d'éracinage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un porte outil ( 7 ) facilement désacouplable d'un axe moteur ( 5 ) supporte l'outil rotatif cylindrique, simple ( 52 ) ou double ( 9 ) et son systéme de serrage ( 10 ) appropne. 51 Dispositif d'éracinage selon les revendications 1, 2, 4 et 5 caractérisé en ce que l'affûtage de l'outil coupant rotatif ( 9 ou 52) du fait d'une disposition particulière du porte pierres d'affûtage ( 13 ) ne necessite rn l'arrêt de la rotation, ni le démontage du dit outil coupant rotatif ( 9 ou 52 ); l'affûtage s'effectuant entre deux éracinages, à l'appréciation de l'opérateur, chaque fois que le besoin s'en fait sentir. 61 Dispositif d'éracinage selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que l'aflntage de l'outil (9 ou 52 ) est realisé par un Jeu de pierres ( 14 et 15 ) disposées selon des angles appropriés sur un support coulissant ( 13 ) dans une loge ( 12 ) du capot de protection (11) ce qui permet de respecter par un aiguisage sam morfil de part et d'autre du tranchant ( 22 ), un angle d'affOtage a constant ainsi qu'un angle d'attaque'3 approprié par rapport a l'axe de l'outil coupant rotatif ( 9 ou 52 ). 71 Dispositif selon les revendicatiom 1, 5 et 6 caractérisé en ce que l'entraînement dans un mouvement rotatif de l'outil coupant cylindnque ( 9 ou 52 ) peut se farre au moyen de tout moteur rotatif (pneumatiques, hydrauliques, électriques, leurs variantes et autres) tant que la plage de vitesse sort ajustée entre 1000 et 6000 tours par minute au niveau de l'outil tranchant cylindrique par un moyen mécanique ou électronique en fonction de la plante a traiter. 8/ Dispositif selon toutes les revendications précédentes caracténsé en ce que la fabrication de l'outil cylindrique coupant rotatif ( 9 ou 52 ), requiert un acler a@@@é ou non à haute dureté Bnnell, un trempage à l'hu@le ou à l'eau entre 830 C et 890 C et un revenu jusqu'à 600 C ou une trempe sous vide, ce qui n'exclut pas en altemative ou en complément tout autre procédé d'amélioration de la dureté superficielle (cémentation, implantation lorsque Par exemple). 9/ Dispositif selon toutes les revendications précédertes pouvant selon une vanante utill@er d'autres moyens de force motrice (moteurs pnsumatiques, prise de force d'un tracteur) et la transmettre par fiexble ce que n'exclut pas la force humaine récupérée par un système pédaller / volant ( 47 / 48 ). 10/ Dispositif selon toutes les revendications précédentes pouvant selon une autre variante commander au pied directement par cable gané ( 66 ) le dispositif of affûtage intégré, par le déplacement du porte-pierres ( 13 ) dans les deux positions d'affûtage intérieur et extérieur du tranchant ( 22 ) de l'outil ( 9 ou 52 ).