Brevet FR2749130A1 — publié le 19971205

Presse à balles pour produit de récolte agricole, à systèmes d'entraînement multiples. L'invention se rapporte à une presse à balles pour produit de récolte agricole, comprenant un châssis, un dispositif de ramassage, un canal de transport, une chambre de compression, un dispositif de liage et un dispositif de décharge, ainsi que des organes mobiles de transport, de compression et de liage et leurs systèmes d'entraînement. Le schéma d'entraînement d'une telle presse à balles est illustré par exemple par le document DE-A-36 38 792. Ce document révèle une presse à balles agricole avec un dispositif de ramassage, un canal de transport, une chambre de compression, un dispositif de liage et un dispositif de décharge, ainsi que des organes mobiles de transport et de compression avec leurs systèmes d'entraînement. En utilisation pratique, la presse à balles est accrochée à un tracteur agricole et est entraînée par une prise de force du tracteur, à laquelle est relié un arbre de cardan à partir duquel les forces d'entraînement sont réparties aux éléments entraînés en passant par une transmission principale montée sur la presse à balles. Les systèmes d'entraînement de la presse à balles sont conçus pour une vitesse de rotation constante de la prise de force de 1000 tours/minute. Il s'est avéré dans la pratique que sur certains tracteurs, la vitesse de rotation prévue pour les prises de force n'est pas respectée, ce qui conduit soit à une puissance réduite de la presse à balles, en cas de rotation de la prise de force à une vitesse inférieure à la vitesse nominale, soit à une surcharge inadmissible des éléments d'entraînement, en cas de rotation de la prise de force à une vitesse supérieure à la vitesse nominale. Un autre inconvénient réside dans le fait que l'énergie d'entraînement est toujours transmise par un faible nombre de dents, et qui sont toujours les mêmes, dans la transmission principale. Notamment dans le cas de pointes ou pics de charge, des efforts élevés se produisent sur ces dents, lesquelles doivent être conçues pour supporter ces efforts, mais subissent I( néanmoins une certaine usure. Afin d'obtenir une usure uniforme des dents, il est nécessaire, lors des travaux d'entretien, de décaler angulairement l'arbre d'entraînement principal par rapport aux autres systèmes d'entraînement, ce qui implique des travaux non négligeables. Un autre inconvénient réside dans le volume important de la transmission principale, volume qui est nécessaire pour permettre à la transmission de supporter les efforts en cours de service. Un inconvénient supplémentaire consiste dans le fait que les systèmes d'entraînement de conception connue pour des presses à balles n'admettent pas d'inversion du sens de rotation. 2) La présente invention a pour but de concevoir l'entraînement d'une presse à balles de manière qu'il conserve une vitesse de rotation à peu près constante, que les dents de la transmission principale soient sollicitées de façon plus uniforme et que la transmission principale puisse être conçue sous un volume réduit. En outre, il serait désirable de pouvoir réaliser une inversion du sens de rotation de l'entraînement, en cas de bourrage. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait qu'au moins une transmission planétaire de sommation est disposée dans la ligne d'entraînement des éléments mobiles de transport et/ou de compression de la presse à balles. Une telle transmission planétaire de sommation à plusieurs entrées offre l'avantage de permettre une compensation des différences de vitesse de rotation. En cas d'utilisation de plusieurs satellites, la force d'entraînement est transmise non pas par un seul couple de roues dentées, mais par les dents de plusieurs satellites. La répartition des forces d'entraînement à transmettre sur plusieurs satellites permet de sous-dimrensionner ces derniers et de donner ainsi à la transmission principale dans son ensemble des dimensions réduites. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la première centrée de la transmission planétaire de sommation peut être entraînée par l'arbre de cardan relié à la prise de force et la deuxième entrée par un deuxième système d'entraînement, par exemple un moteur électrique ou hydraulique, l'arbre de sortie de la transmission planétaire constituant l'arbre d'entraînement principal pour les 1() organes mobiles de transport, de compression et de liage. En cas de découplage de la prise de force, cet agencement permet non seulement de compenser de faibles différences de vitesse de rotation, mais également. selon la commande du deuxième système d'entraînement, d'inverser le sens de rotation de la ligne d'entraînement dans son ensemble, par exemple en cas de bourrage ou à des fins d'entretien. Pour pouvoir loger facilement la transmission planétaire de sommation dans l'espace disponible, il est avantageux de placer directement en avant ou en arrière de la transmission planétaire de sommation un train conique afin de pouvoir orienter l'arbre d'entraînement principal transversalement à la direction de marche de la presse à balles. Les diamnètres et les dentures des roues dentées peuvent être choisis de manière que, lorsque le deuxième système d'entraînement est à l'arrêt et la prise de force tourne à une vitesse d'à peu près 1000 tours/minute, l'arbre d'entraînement principal atteigne une vitesse de rotation d'environ 50 tours/minute. Une telle conception évite que dans le cas normal, lorsque la vitesse de rotation de la prise de force du tracteur est correcte, de l'énergie soit gaspillée pour l'entraînement du deuxième système d'entraînement. Toutefois, lorsqu'un moteur hydraulique est utilisé en tant que deuxième source d'entraînement, il () convient d'observer que de tels moteurs présentent précisément à des faibles vitesses de rotation un mauvais rendement, de sorte qu'une autre conception peut également être envisagée. Il peut également être avantageux d'obtenir une sollicitation plus uniforme par une couronne dentée en rotation. On obtient une combinaison avantageuse dans le cas o le premier système d'entraînement agit par un arbre creux sur le planétaire, le deuxième système d'entraînement agit sur la couronne dentée, les satellites se trouvent en prise avec la couronne et avec le planétaire et sont solidaires en rotation de l'arbre d'entraînement principal en passant par un porte-satellites. A partir de l'arbre creux sur lequel agit le premier système d'entraînement, il est possible de transmettre, en passant par au moins une roue dentée solidaire en rotation de l'arbre creux ou un autre moyen d'entraînement tel que par exemiple une transmission à courroie ou à vis, de l'énergie d'entraînement à des organes mobiles de transport, compression et/ou de liage. L'énergie d'entraînement pour les organes mobiles peut, selon les besoins, être transmise également non pas de l'arbre creux, mais de l'arbre d'entraînement principal. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la transmission planétaire de sommation peut être régulée par un système électronique de commande. Dans ce cas, des capteurs de vitesse déterminent les vitesses d'entrée et de sortie, les comparent à des valeurs de consigne et, en cas de différence, transmettent au deuxième système d'entraînement un signal de réglage en vue de compenser la différence de vitesse détectée. Le système électronique de commande peut être conçu de manière à réguler la vitesse de l'arbre d'entraînement principal sur une valeur présélectionnée. Le système électronique de commande peut cependant réguler la transmission planétaire de sommation également par commande en fonction de courbes caractéristiques. Les courbes caractéristiques peuvent être fonction de la charge (débit de produit de récolte). Dans ce cas, le système électronique de commande réduit par exemple la vitesse de sortie lorsqu'un système détecteur a déterminé une charge (débit de produit) trop faible, pour ramasser suffisamment de produit en vue d'un remplissage suffisant du canal, pour une même vitesse d'avancement. Selon la conception de la machine, il serait également possible d'accroître la vitesse de rotation. Dans le cas d'une charge (débit de produit) trop importante, il serait possible de réduire la vitesse de rotation, pour inciter le conducteur à réduire la vitesse d'avancement. Le système électronique de commande peut être combiné par un système de bus avec le système électronique de la presse à balles et les tfonctions du système électronique de commande peuvent être commandées en passant par un coffret de commande se trouvant dans la cabine du tracteur. On va décrire ci-après plus en détail un exemple de réalisation de lI'invention avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure I est une vue en élévation latérale d'une presse à balles relevant de l'état de la technique; la figure 2 représente le schéma d'une ligne d'entraînement conforme à l'invention. I() La presse à balles I représentée sur la figure 1 comprend un canal de compression 2 dans lequel du produit de récolte 3 est comprimé et avancé en direction de la sortie du canal de compression 2 au moyen d'un piston de compression 5 entraîné en va-et-vient par un système à manivelle 4. La balle terminée quitte la presse à balles à l'extrémité de décharge 6. La référence 7 désigne le dispositif noueur non représenté en détail avec les aiguilles de liage. Les systèmes d'entraînement de la presse à balles illustrée par la figure 1 correspondent à l'état connu de la technique. La presse à balles est entraînée par un tracteur non représenté en passant par l'arbre de cardan 17. En vue de 2) l'accumulation d'énergie de rotation qui est de nouveau restituée pour compenser des pointes ou pics de charge, la presse à balles est équipée d'un volant d'inertie 18. L'arbre de cardan 17 est couplé du point de vue entraînement à la transmission 19 d'une manière non représentée en détail. Sur cette transmission 19 sont prélevées les forces d'entraînement pour le système à manivelle 4, pour un râteau transporteur 20 poussant le produit de récolte à travers le canal d'amenée 12, le tambour de ramasseur 21 ainsi que d'autres dispositifs tels que par exemple le dispositif de liage avec les aiguilles de liage, un éventuel dispositif de coupe et analogues. La figure 2 illustre un exemple de réalisation conforme à l'invention de la transmission 19 non représentée en détail sur la figure 1. L'arbre de cardan 17 transmet le mouvement de rotation provenant du premier système d'entraînement, par un train conique 8 à une roue dentée 9 solidaire de l'arbre creux 10. L'arbre creux 10 transmet le mouvement de rotation à un planétaire 11 qui est solidaire de l'arbre 10 et qui se trouve en prise avec plusieurs satellites 13, par exemple au nombre de trois. Par l'utilisation de plusieurs satellites 13 cin prise avec le planétaire 11, plusieurs dents des satellites 13 transmettent simultanément la charge d'entraînement. Des positions d'engrènement continuellement renouvelées de la denture permettent en outre de réduire le volume nécessaire. Les roues dentées sont sollicitées de façon plus uniforme. En comparaison avec des systèmes d'entraînement usuels, les dents des satellites 13 et du planétaire 11 pcuvent être plus petites pour le même couple d'entrée, ou être de 1(0 même taille pour un couple plus élevé à transmettre. Le module de transmission réduit à entraxes plus faibles conduit à une densité de puissance accrue. La transmission planétaire peut être renforcée encore davantage par l'utilisation de satellites supplémentaires. Il en résulte la possibilité de réduire la taille de la transmission pour le même couple à transmettre. Des transmissions planétaires à position coaxiale des arbres d'entrée et de sortie, sont de structure plus compacte que des transmissions à arbre intermédiaire. Les satellites 13 sont montés en rotation sur le porte-satellites 14 solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement principal 15. Les satellites 13 se trouvent en () prise, non seulement avec le planétaire 11, mais également avec la couronne dentée 16 qui est montée en rotation sur l'arbre d'entraînement principal 15 et qui engrène avec un pignon 22 entraîné en rotation par le deuxième système d'entraînement 24. La transmission planétaire de somrmation 23 additionne (fait la somme) les vitesses de rotation d'entrée du premier et du deuxième systèmes d'entraînement, en vue de l'obtention de la vitesse de rotation de sortie de l'arbre d'entraînement principal 15. Pour pouvoir atteindre la vitesse de rotation désirée de l'arbre d'entraînement principal 15, il est nécessaire, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre de cardan 17 est 3() constante, de pouvoir faire varier la vitesse de rotation du pignon de sortie 22 du deuxième système d'entraînement 24. A cet effet, le deuxième système d'entraînement 24 doit être à vitesse réglable, ce qui est possible d'une manière simple et de façon connue en soi, par exemple dans le cas d'un moteur électrique ou d'un moteur hydraulique. Un système électronique de commande 26 détermine par des détecteurs de vitesse 25 dans tous les cas la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement principal 15 et de façon facultative également la vitesse de rotation du pignon 22, donc du deuxième système t5 d'entraînement 24, et éventuellement aussi la vitesse de rotation de l'arbre de cardan 17. Lorsque le système électronique de commande 26 décèle une différence en comparant la vitesse de rotation réelle de l'arbre d'entraînement 15 à une valeur de consigne prédéterminée, il envoie par une ligne 27 un ordre de réglage au deuxième système 1() d'entraînement 24, dans le but de compenser la différence, après quoi il compare encore une fois les valeurs de consigne et les valeurs réelles de l'arbre d'entraînement principal 15. Il en résulte une régulation continue de vitesse de rotation. Le système électronique de commande 26 est relié par la ligne 31 au système électronique restant de la presse à balles (système de détection/mesure et système d'actionnement) ainsi qu'au tracteur et échange par cette ligne des informations numériques qui peuvent représenter des valeurs d'affichage, des ordres de réglage, des signaux de contrôle, etc... Si le tracteur est équipé d'une régulation de vitesse de rotation de la prise ) de force, il est également concevable que les deux systèmes électroniques de commande se régulent de manière à pouvoir renoncer dans la mesure du possible à la mise en route du deuxième système d'entraînement 24. La régulation de vitesse de rotation peut cependant être optimisée également en fonction d'autres critères. Selon la conception du deuxième système d'entraînement 24 et le nombre de dents dans la transmission planétaire de sommation 23, le système électronique de commande 26 peut, en réponse à un ordre d'inversion par la ligne 31, le cas échéant arrêter la prise de force et inverser par la ligne 27 le deuxième système d'entraînement 24, ce qui inverse le sens de rotation de l'arbre d'entraînement principal 15. En dehors de l'entraînement de l'arbre d'entraînement principal 15 avcc régulation par la transmission planétaire de sommation 23, il est possible de transmettre des mouvements de rotation par le train conique 8 ou la roue dentée 28 solidaire en rotation de l'arbre creux 10, à une roue dentée 29 solidaire en rotation d'un arbre 30, par exemple en vue de l'entraînement d'organes mobiles tels que des organes de transport, de compression et/ou de liage. Etant donné que ces mouvements de rotation sont prélevés avant la sommation par la transmnission planétaire de sommation 23, ces mouvements de rotation sont toujours proportionnels à la vitesse de rotation de l'arbre de cardan 17. Il est donc ainsi possible d'entraîner des organes dont il n'est pas nécessaire qu'ils tournent en synchronisme avec les organes entraînés par l'arbre d'entraînement principal 15. Le mode de réalisation selon la figure 2 n'a été donné qu'à titre 1) d'exemple illustratif et non limitatif. En particulier, l'homme du métier peut concevoir d'autres combinaisons d'une transmission planétaire de sommation, permettant de réaliser d'une manière semblable les avantages propres à l'invention. Le schéma simplifié selon la figure 2 peut être complété sans difficulté par l'homme du métier avec d'autres composants connus tels que boulons de cisaillement, embrayages ou limiteurs de couple, circuits de lubrification et carter de transmission. Le train conique 8 pourrait également être intercalé entre l'arbre et la sortie de la transmission 23. Enfin, si l'invention a été décrite et représentée pour l'exemple 2() d'une presse tractée à balles parallélépipédiques de grande taille, elle peut être appliquée également à des presses tractées à balles rondes, presses à rouleaux de compression et presses à haute pression (balles à haute densité) ainsi qu'à des presses automotrices. REVENDICATIONS 1. Presse à balles pour produits de récolte agricole, comprenant un châssis, un dispositif de ramassage, un canal de transport, une chambre de compression, un dispositif de liage et un dispositif de décharge, ainsi que des organes de transport, de compression et de liage mobiles et les systèmes d'entraînement correspondants, caractérisée par le fait qu'au moins une transmission planétaire de sommation (23) est disposée dans la ligne d'entraînement des organes de transport, compression et/ou liage mobiles de la presse à balles. 2. Presse à balles suivant la revendication 1, caractérisée par le 1() fait que la première entrée de la transmission planétaire de sommation (23) est constituée par l'arbre de cardan (17) et la deuxième entrée par un deuxième système d'entraînement (24) et que son arbre de sortie (15) constitue l'arbre d'entraînement principal pour les organes de transport, compression et/ou liage mobiles. 3. Presse à balles suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un train conique (8) est intercalé entre l'arbre de cardan (17) et l'entrée de la transmission planétaire de sommation (23) ou entre l'arbre de sortie et l'arbre d'entraînement principal (15). 4. Presse à balles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisée par le fait que les diamètres et dentures des roues dentées sont choisis de manière que l'arbre d'entraînement principal (15) atteigne une vitesse de rotation d'environ 50 tours/minute lorsque le deuxième système d'entraînement (24) est arrêté et lorsque la prise de force du tracteur tourne à environ 1000 tours/minute. 5. Presse à balles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le premier système d'entraînement agit par un arbre creux (10) sur le planétaire (11) et le deuxième système d'entraînement (24) agit sur la couronne dentée (16), et que les satellites (13) sont en prise avec le planétaire (11) et la couronne (16) et sont montés sur un porte-satellites (14) solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement principal (15). 6. Presse à balles suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que de l'énergie d'entraînement est transmise, de l'arbre creux (10) I() sur leCqueL agit le premier systnme d'entraînement, en passant par au moins une autre roue dentée (28) solidaire en rotation de l'arbre creux, ou un autre moyen entraîné par cet arbre, à des organes de transport, compression et/ou liage mobiles. C;5 7. Presse à balles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que de l'énergie d'entraînement est transmise, de l'arbre d'entraînement principal (15), en passant par une roue dentée (29) en prise avec cet arbre, ou un autre moyen entraîné par cet arbre, à des organes de transport, compression et/ou liage mobiles. 8. Presse à balles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la transmission planétaire de sommation (23) est régulée par un système électronique de commande (26). 9. Presse à balles suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que le système électronique de commande (26) de la transmission planétaire de sommation (23) régule la vitesse de rotation de sortie de l'arbre d'entraînement principal (15) à une valeur présélectionnée. 10. Presse à balles suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée par le fait que le système électronique de commande (26) régule la vitesse de rotation de sortie par commande en fonction de courbes caractéristiques, les valeurs de consigne stockées dans une mémoire étant comparées avec des valeurs réelles déterminées par un système détecteur.