Brevet FR2816165A1 — publié le 20020510

La présente invention concerne une machine de ramassage et de broyage de végétaux mobile suivant une direction principale de déplacement, comprenant : - un rotor de ramassage qui comporte un cylindre rotatif d'axe sensiblement transversal par rapport à ladite direction principale, pourvu de dents sensiblement radiales disposées axialement sur la surface extérieure du cylindre ; - un rotor de broyage et d'éjection qui comporte un arbre rotatif d'axe sensiblement transversal par rapport à la direction principale, sur lequel sont articulés, par leur extrémité d'articulation opposée à leur extrémité libre, des bras de broyage et d'éjection, entre une position rétractée et une position dans laquelle ils s'étendent radialement, et disposés axialement le long de l'arbre ; - lesdits rotors s'étendant au voisinage l'un de l'autre. On connaît déjà de nombreuses machines de ce type, qui sont particulièrement adaptées au ramassage et au broyage de sarments de vigne après récolte, ou encore des machines prévues pour l'effeuillage des betteraves. De telles machines ne sont cependant pas adaptées au traitement de tous les types de végétaux, étant donné qu'elles sont prévues, dans le cas par exemple des sarments de vigne, pour ramasser sur un champ des parties de végétaux relativement rigides et de faible longueur, les broyer très finement en sortie du rotor de ramassage, et disperser les résidus ainsi obtenus sur le sol. Ces opérations interviennent postérieurement à la récolte durant laquelle les sarments sont coupés du pied de vigne et laissés sur le sol au voisinage de celui-ci. La machine n'est donc pas prévue pour découper, préalablement au broyage, des branches de leur pied, ou arracher des végétaux du sol. Les dents du rotor de ramassage et les bras de broyage sont donc prévus en conséquence, les bras de broyage venant affleurer sur les dents de ramassage de façon à frapper à cadence élevée les sarments supportés par l'extrémité des dents. Pour ce type de végétaux, un fonctionnement optimal est obtenu avec un diamètre du rotor de broyage supérieur au diamètre du rotor de ramassage, et une vitesse de broyage très élevée. Lorsque l'on veut traiter des végétaux de nature différente tels que des fanes de melon, qui d'une part présentent une grande souplesse ainsi qu'une grande longueur, et qui d'autre part, ne sont pas détachées de leur pied durant la récolte, une machine de ramassage et de broyage de sarments de vigne se révèle d'une efficacité limitée. Un but principal de l'invention est de réaliser une machine du type décrit précédemment qui soit particulièrement adaptée au ramassage et au broyage, après récolte, de tiges restées solidaires de leur plante et reposant sur le sol. Dans ce but, dans une machine suivant l'invention, les bras sont décalés axialement par rapport aux dents de façon que, lorsque les rotors tournent, ceux-ci s'interpénètrent, et le diamètre du rotor de ramassage est supérieur au diamètre du rotor de broyage et d'éjection. Grâce à cette disposition, le rotor de ramassage est constamment débarrassé des parties de végétaux qui peuvent se coincer entre les dents. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention : - les dents présentent chacune un bord d'attaque concave ; - les dents présentent chacune une base et une pointe effilée ; - le bord d'attaque relie la base et la pointe sensiblement selon deux segments rectilignes joints en un point d'inflexion ; - la pointe effilée présente dans la région de son extrémité libre, un crochet dont la concavité est tournée vers le bord d'attaque ; - les dents sont réparties régulièrement sur la périphérie de couronnes radiales, solidaires du cylindre ; - les couronnes sont réparties régulièrement sur le cylindre suivant son axe longitudinal ; - le diamètre du rotor de ramassage est supérieur à 600 mm ; la machine comprend des moyens moteurs qui entraînent en rotation le rotor de ramassage par l'intermédiaire d'une transmission dont le rapport de vitesse est variable ; et - le rapport de la vitesse périphérique du rotor de broyage et d'éjection sur la vitesse périphérique du rotor de ramassage est variable sur une plage de valeurs comprises entre 11 et 15. L'invention vise également l'utilisation d'une machine telle que décrite précédemment pour le ramassage de fanes de melon, notamment sur paillage plastique, et le broyage de celles-ci. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en perspective arrière d'une machine suivant l'invention ; - la Figure 2 est une vue en perspective du rotor de ramassage seul de la machine représentée à la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue en perspective du rotor de broyage et d'éjection seul de la machine représentée à la Figure 1 ; et - la Figure 4 est une coupe transversale schématique des deux rotors représentés aux Figures 2 et 3 montrant leur position relative. A la Figure 1, on a représenté une machine de ramassage et de broyage de végétaux conforme à l'invention, cette machine étant désignée par la référence générale 1. La machine 1 se présente sous la forme d'un chariot destiné à être attelé à l'arrière d'un tracteur non représenté par l'intermédiaire d'une pièce d'attelage 3. La machine 1 est tractée suivant la direction principale de déplacement représentée par la flèche F, par rapport à laquelle on définit l'avant et l'arrière de la machine. La machine 1 porte un châssis rigide 5 auquel est fixée la pièce d'attelage 3, et qui présente deux panneaux latéraux verticaux 7 symétriques suivant un plan vertical longitudinal. Les deux panneaux 7 définissent un volume intérieur de travail 9 dont l'accès est protégé latéralement par les panneaux 7, et sur une partie supérieure par une partie supérieure de châssis 11. Chaque panneau latéral 7 comporte une extension de panneau 13 s'étendant vers l'arrière de la machine et supportant à rotation une roue 15. Un capot mobile 17 est articulé par des moyens non représentés sur les extensions de panneau 13, au voisinage de la roue 15, de façon à pouvoir être basculé d'une position inactive dans laquelle il laisse un libre accès au volume intérieur 9 de la machine 1 (tel que représenté sur la Figure 1) et une position active dans laquelle il coopère par un bord avec la partie supérieure de châssis 11, et condamne l'accès par le dessus de la machine au volume intérieur 9. La machine 1 comporte en outre, disposés dans le volume intérieur 9 entre les deux panneaux latéraux 7, un premier 20 et un deuxième 25 rotors d'axes transversaux X-X, Y-Y parallèles entre eux et horizontaux. Ces deux rotors 20, 25 sont montés rotatifs dans des paires de paliers respectives 24,29 solidaires des panneaux latéraux 7. Ils sont entraînés en rotation par l'intermédiaire de moyens de transmission non représentés reliés à un arbre moteur du tracteur auquel est attelé la machine 1. Les moyens de transmission sont adaptés pour entraîner les rotors 20,25 suivant des vitesses de rotation variables, qui peuvent être sélectionnées par des moyens de sélection de rapport de vitesses. L'utilisateur peut sélectionner des vitesses de rotation adaptées aux conditions de terrain, par exemple en fonction de la présence d'ornières, et des conditions atmosphériques. Les vitesses de rotation respectives des deux rotors 20,25 ont été désignées par les références Ql, Q2, les deux rotors étant entraînés suivant un même sens de rotation. A la Figure 2, on a représenté, seul, le premier rotor 20 qui constitue le rotor de ramassage et comporte un cylindre 30 de longueur correspondant à l'espacement des panneaux latéraux 7, et dont chaque extrémité est solidaire d'un tourillon saillant 32 coaxial destiné à coopérer avec le palier 27. Sur toute la longueur du cylindre 30 sont réparties régulièrement des couronnes dentées 34. Chaque couronne dentée 34 présente une série de dents 36 réparties régulièrement sur l'ensemble de la périphérie de la couronne 34, chaque dent 36 présentant une base 37 et une pointe 38 effilée. Le bord d'attaque, défini par rapport au sens de rotation du rotor 20, présente une forme concave obtenue par la présence d'un point d'inflexion 40 dans une zone intermédiaire entre la base 37 et la pointe 38. Suivant le bord d'attaque, la base 37 et la pointe 38 sont reliées par deux segments rectilignes joints au point d'inflexion 40. La pointe effilée 38 présente, à son extrémité libre, un crochet 43 dont la concavité est tournée du côté du bord d'attaque. En vue de simplifier les dessins, un seul crochet 43 a été représenté (Figures 2 et 4), étant entendu qu'un tel crochet 43 est prévu sur chaque dent 36. Grâce à leur forme adaptée, les dents 36 exercent un effort de traction convenable sur les végétaux à traiter, le bord d'attaque jouant également un rôle de crochet apte à assurer la rétention provisoire des végétaux sur le rotor de ramassage 20. Les couronnes dentées 34 sont de forme identique, mais deux couronnes dentées 34 consécutives suivant l'axe longitudinal du rotor X-X sont décalées angulairement, d'un angle défini par la moitié du décalage angulaire entre deux pointes 38 consécutives d'une même couronne dentée 34. En référence à la Figure 3, on va maintenant décrire le deuxième rotor 25 qui constitue le rotor de broyage et d'éjection. Le rotor 25 comporte un arbre 45 d'axe Y-Y constituant l'axe de rotation du rotor, de longueur sensiblement égale à la longueur du cylindre 30 du premier rotor 20. L'arbre 45 est pourvu à chaque extrémité d'un tourillon 47 matérialisant l'axe de rotation du rotor 25 et adapté pour coopérer avec le palier respectif 29 solidaire du panneau latéral 7. Des plateaux d'entretoise 49 sont disposés régulièrement sur toute la longueur de l'arbre 45, dans des plans orthogonaux à l'axe Y-Y de l'arbre 45, et fixés rigidement sur celui-ci. Chaque plateau 49 définit ainsi une couronne solidaire en rotation de l'arbre 45. Deux plateaux consécutifs 49 sont reliés par des tiges 51, représentées ici au nombre de trois, parallèles à l'axe Y-Y de l'arbre 45 et répartis régulièrement autour de l'arbre 45. Chaque segment de rotor défini par une section comprise entre deux plateaux consécutifs 49 comporte deux bras 53 de broyage et d'éjection décalés axialement. Un bras 53 monté libre en rotation autour d'une tige respective 51, chaque tige 51 ne recevant au plus qu'un bras 53 sur une section donnée. Un bras 53 est constitué d'une plaque d'acier pliée dans une région intermédiaire suivant une arête 54 de façon à former une surface concave du côté du bord d'attaque, pris relativement au sens de rotation de l'arbre 45 autour de son axe Y-Y. Une bague 55, formée à une extrémité libre du bras 53, forme un pivot autour de l'axe de la tige 51. La bague 55 et solidairement le bras 53 sont bloqués en translation sur la tige 51 par des butées axiales non représentées. On notera que les tiges 51 situées en extrémité d'arbres sont associées à des plateaux d'extrémité extérieurs qui n'ont pas été représentés. Du fait que les axes de rotation des bras 53 sont matérialisés par les tiges 51, lesquelles sont excentrées par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 45, les bras 53, lorsque le rotor 25 est entraîné à haute vitesse, sont susceptibles de passer d'une position rétractée à une position déployée au cours d'un même cycle de révolution des tiges 51 autour de l'axe de rotation Y-Y de l'arbre 45. A la Figure 3, on a représenté les bras 53 dans leur position déployée, c'est-à-dire la position dans laquelle ils s'étendent radialement par rapport à l'axe de rotation Y-Y de l'arbre 45, et dans laquelle l'extrémité libre de chaque bras 53 se trouve à une distance sensiblement maximale desdits axes de rotation Y-Y. On définit le diamètre du rotor de broyage et d'éjection 25 par la distance maximale séparant l'extrémité libre d'un bras 53 de l'axe de rotation Y-Y de l'arbre 45. A la Figure 4, on a représenté, en coupe latérale, le rotor de ramassage 20 et le rotor de broyage et d'éjection 25. Quelle que soit la position longitudinale sur la tige 51 du bras 53, son extrémité libre en position déployée s'étend au voisinage de la surface périphérique du cylindre 30, entre deux couronnes dentées consécutives 34. Ainsi, en fonctionnement, c'est-à-dire lorsque les rotors 20,25 tournent, les dents 36 et les bras 53 des rotors respectifs 20,25 s'interpénètrent. On prévoit que le diamètre du rotor de ramassage 20, c'est-à-dire la distance entre l'axe de rotation X-X et l'extrémité libre des dents 36, soit supérieur au diamètre du rotor de broyage et d'éjection 25, diamètre qui a été défini précédemment. Par exemple, le diamètre du rotor de ramassage 20 peut être choisi supérieur à 600 mm, c'est-à-dire sensiblement supérieur au diamètre des rotors de ramassage des machines analogues prévues pour traiter des sarments de vigne. On va maintenant décrire plus en détail le fonctionnement de la machine suivant l'invention, dans le cas d'une utilisation pour traiter des fanes de melon. Les fanes de melon se présentent sous la forme de tiges qui, après la récolte des fruits sont restés solidaires, au niveau d'un collet, d'un pied affleurant du sol. Ces tiges gisent sur le sol et sont d'une grande longueur et d'une grande souplesse. En avançant, la machine 1 vient recouvrir une bande de terre à traiter, et le rotor 20 vient tangenter la surface du sol par la pointe 38 des dents 36, de façon à entraîner les tiges pour les enrouler en spirale autour du rotor 20. Compte-tenu du diamètre relativement important du rotor de ramassage 20, de la forme des dents, et du rapport des vitesses périphériques des rotors 20,25, les tiges s'enroulent de la façon souhaitée, dans des régions d'extrémité des dents 36 pour l'essentiel, en restant quasiment intactes dans un premier temps. Grâce aux dispositions dimensionnelles décrites précédemment, les tiges sont arrachées de leur pied au niveau du collet en laissant intact le pied, le broyage n'étant effectué par le rotor de broyage 25 que dans une phase consécutive à l'arrachement complet de la tige. Les bras 53, du fait de la grande vitesse de rotation du rotor de broyage et d'éjection 25 par rapport à la vitesse de rotation du rotor de ramassage 20, procurent un effet de souffle qui projette vers l'arrière les résidus de végétaux. En se référant à nouveau à la Figure 1, le capot mobile 17 est pourvu sur sa surface intérieure d'une paroi de guidage 55 évasée qui, lorsque le capot mobile 17 est dans sa position active, s'étend verticalement sur une partie de la longueur du capot 17 suivant la direction d'avancement F, et se sépare dans la partie arrière du capot 17 en deux parois latérales s'étendant transversalement. Grâce à cette disposition, les végétaux broyés sont orientés en sortie de la machine 1, transversalement par rapport à la direction d'avancement F de la machine, ce qui a pour effet d'éjecter les résidus en dehors de la bande de terrain traité. Une telle orientation de l'éjection des résidus végétaux est particulièrement intéressante dans le cas de la destruction de fanes de melon, lorsque ceux-ci sont cultivés sur paillage plastique. En effet les paillages plastiques sont constitués de bandes de plastique au travers desquelles des pieds de melon sont plantés, et sur lesquels reposent les fruits avant la récolte et les tiges. Pour faciliter la récupération de tels paillages, il est nécessaire d'évacuer les résidus de végétaux en dehors de ceux-ci. La vitesse de rotation du rotor de broyage et d'éjection 25 doit être suffisamment haute pour obtenir l'effet de souffle recherché, mais relativement basse par rapport aux machines conventionnelles de broyage de sarments de vigne (en général 2500 tr/min. ), de façon à ne pas broyer les végétaux trop finement, et d'éviter ainsi l'encrassage des guides d'éjection 55. Cette vitesse de rotation est de préférence choisie entre 1000 et 1500 tr/min. pour obtenir les effets recherchés, tandis que le rapport de la vitesse périphérique du rotor de broyage et d'éjection 25 sur la vitesse périphérique du rotor de ramassage 20 est réglable entre une valeur de 11 dans des conditions de terrain plat et sec, et une valeur de 15 environ pour des conditions de travail difficiles avec un déplacement plus lent du tracteur. Grâce à l'invention, on peut traiter des surfaces importantes de champs, à vitesses élevées. A titre d'exemple, les machines actuelles dérivées des machines de traitement de sarments de vigne fonctionnent, dans le cadre du traitement de fanes de melon, à la vitesse maximale de 5 à 6 km à l'heure. L'invention permet de doubler la vitesse d'avancement de la machine, et donc de traiter un champ complet en un temps réduit de moitié. Par ailleurs, du fait que l'on peut sélectionner plusieurs vitesses de rotation de rotors 20,25 différentes, on peut adapter le fonctionnement de la machine aux conditions de terrain, suivant que l'on travaille sur un terrain plat ou en présence d'ornières, et suivant la vitesse d'avancement du tracteur. Les dents du rotor de ramassage permettent un très bon ramassage de la plante, même si elle est recouverte de terre et si elle est desséchée. REVENDICATIONS 1. Machine de ramassage et de broyage de végétaux mobile suivant une direction principale de déplacement (F), comprenant : un rotor de ramassage (20) qui comporte un cylindre rotatif (30) d'axe (X-X) sensiblement transversal par rapport à ladite direction principale (F), pourvu de dents (36) sensiblement radiales disposées axialement sur la surface extérieure du cylindre (30) ; un rotor de broyage et d'éjection (25) qui comporte un arbre rotatif (45) d'axe (Y-Y) sensiblement transversal par rapport à la direction principale (F), sur lequel sont articulés, par leur extrémité d'articulation opposée à leur extrémité libre, des bras (53) de broyage et d'éjection, entre une position rétractée et une position dans laquelle ils s'étendent radialement, et disposés axialement le long de l'arbre (45) ; - lesdits rotors (20,25) s'étendant au voisinage l'un de l'autre, caractérisée en ce que les bras (53) sont décalés axialement par rapport aux dents (36) de façon que, lorsque les rotors (20,25) tournent, ceux-ci s'interpénètrent, l'extrémité libre des bras (53) atteignant une position voisine de la surface extérieure du cylindre (30), et le diamètre du rotor de ramassage (20) est supérieur au diamètre du rotor de broyage et d'éjection (25). 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les dents (36) présentent chacune un bord d'attaque concave. 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les dents (36) présentent chacune une base (37) et une pointe effilée (38). 4. Machine selon les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisée en ce que le bord d'attaque relie la base (37) et la pointe (38) sensiblement selon deux segments rectilignes joints en un point d'inflexion (40). 5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la pointe effilée (38) présente dans la région de son extrémité libre, un crochet (43) dont la concavité est tournée vers le bord d'attaque. 6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les dents (36) sont réparties régulièrement sur la périphérie de couronnes radiales (34), solidaires du cylindre (30). 7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les couronnes (34) sont réparties régulièrement sur le cylindre (30) suivant son axe longitudinal (X-X). 8. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le diamètre du rotor de ramassage (20) est supérieur à 600 mm. 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens moteurs qui entraînent en rotation le rotor de ramassage (20) par l'intermédiaire d'une transmission dont le rapport de vitesse est réglable. 10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le rapport de la vitesse périphérique du rotor de broyage et d'éjection (25) sur la vitesse périphérique du rotor de ramassage (20) est réglable sur une plage de valeurs comprises entre 11 et 15. 11. Utilisation d'une machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour le ramassage de fanes de melon, notamment sur paillage plastique, et le broyage de celles-ci.