Brevet FR2836329A1 — publié le 20030829

DISQUE PORTE-LAMES POUR ROTOR DE MALAXEUR La présente invention a trait à un malaxeur à rotor, c'est à dire un engin de travail du sol et plus précisément de défonçage à l'aide d'un rotor semi-porté d'axe horizontal transversal à la direction d'avancement du tracteur, ledit rotor étant entraîné en sens inverse de celui des roues dudit tracteur et étant muni d'un certain nombre de disques pourvus de lames destinées à défoncer le sol sur quelques dizaines de centimètres. L'invention vise plus particulièrement un engin du type ci-dessus dont les lames sont constituées de plaques d'acier pliées d'épaisseur relativement épaisse et fixées par boulonnage sur les disques, un disque portant des lames de ce genre étant illustré par le brevet français No 2 643 778 déposé au nom du Demandeur. Ces lames comportent deux parties planes formant un angle déterminé entre elles suivant une ligne de pliage délimitant une partie plaquée et boulonnée contre un disque et une partie libre faisant saillie du disque et constituant l'outil de défonçage du sol. A l'usage, il a été constaté, lors du travail de la terre par le rotor de telles machines, une tendance des lames à"s'ouvrir", c'est-à-dire à se déformer au niveau de la ligne de pliage, ce qui peut conduire à l'arrachement des éléments de fixation de la lame. L'invention vise précisément à pallier à ces inconvénients en proposant une nouvelle configuration des éléments de fixation des lames. A cet effet, l'invention a pour objet un disque porte-lames pour rotor de malaxeur, à la périphérie duquel sont montées amovibles plusieurs lames constituées de plaques métalliques rectangulaires pliées suivant une ligne de pliage transversale définissant deux parties formant entre elles un angle et dont une est fixée au disque, caractérisé en ce que ladite partie fixée au disque comporte deux trous de fixation par boulonnage ou analogue, dont l'entraxe est sensiblement parallèle à ladite ligne de pliage et à une faible distance de cette dernière comprise entre 15 et 50 mm. Des essais ont permis de constater que sur de telles lames les efforts sur la ligne de pliage sont limités, que les contraintes n'occupent plus la totalité de la ligne et que les charges sont présentes sur la zone de fixation, au contraire de ce qui est observé, dans les mêmes conditions, sur des lames conventionnelles à entraxe des trous de fixation substantiellement plus éloigné de la ligne de pliage et formant avec cette dernière un angle important supérieur à 300 environ. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une lame selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un disque de rotor de malaxeur muni d'une paire de lames selon l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent respectivement en vue agrandie les deux lames de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une lame conventionnelle ; - la figure 5 représente une échelle de contraintes sur laquelle est indiquée la plage des contraintes observées sur la lame de la figure 4 au cours d'un essai simulé de résistance, et - la figure 6 représente l'échelle de contraintes de la figure 5 sur laquelle est indiquée la plage des contraintes observées sur une lame selon la figure 2 au cours d'un essai simulé de résistance dans les mêmes conditions. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un disque métallique porte-lame d'un rotor de malaxeur. Une telle machine, destinée au travail de défonçage du sol, comporte habituellement un rotor semi-porté d'axe horizontal transversal à la direction d'avancement du tracteur, lequel rotor, dont l'axe est désigné par la référence 2 sur la figure 1, est constitué d'un tube (non représenté) le long duquel sont fixés des disques tels que 1, à distance régulière, et portant chacun un certain nombre de lames de défonçage fixées à la périphérie de manière amovible pour permettre leur remplacement en cas d'usure ou de rupture. Deux lames conformes à l'invention respectivement LG et LD sont représentées sur la figure 1 en étant fixées par des ensembles boulons-écrous ou analogue, non représentés. Sur la figure 1, la référence R indique le sens de rotation au cours du défonçage du sol du rotor (1,2). Les deux lames LG et LD sont fixées de part et d'autre du disque 1. La lame LG est fixée sur le flanc gauche, en considérant le sens de la rotation R, du disque 1 et comporte une partie 3 en saillie à la périphérie du disque 1 et déportée du côté opposé à celui de sa fixation, cependant que la partie homologue 4 de la lame LD est déportée en sens inverse de celui de la partie 3, les secondes parties des lames, respectivement 5 et 6 étant plaquées sur le disque 1, de part et d'autre de ce dernier. En 7 sur la figure 1 est représentée la ligne de pliage interne de chaque lame et délimitant les deux parties, respectivement 3,5 et 4,6, lesquelles font entre elles un angle de l'ordre de 50 à 90 degrés. La ligne de pliage 7 forme avec les deux bords longitudinaux de la lame un angle a de l'ordre de 50 . Conformément à l'invention, les lames LG et LD comportent chacune, dans leur partie 5,6 plaquée contre le disque, deux trous de fixation respectivement 8 et 9 définissant un alignement 10 parallèle ou sensiblement parallèle à la ligne de pliage 7 de la lame. En outre, dans chaque lame, l'alignement 10 est relativement proche de la ligne 7, notamment dans une plage de 15 à 50 mm de ladite ligne 7. A titre indicatif pour une épaisseur de lame (LG, LD) de l'ordre de 10 mm, la distance entre l'alignement 10 et la ligne de pliage 7 est de préférence comprise entre 30 et 40 mm. L'entraxe (10) des trous 8,9 est avantageusement de l'ordre de 100 mm pour une longueur de lame de l'ordre de 130 mm. Avantageusement, les trous 11 ménagés dans le disque 7 en correspondance avec les trous 8 et 9 sont réalisés à la périphérie du disque 1 et leur alignement est parallèle au bord du disque, ce bord étant configuré de façon qu'au droit de chaque lame (LG, LD) chaque portion de bord tel que 01, D2, soit sensiblement parallèle à la ligne de pliage 7 des lames et plus proche de cette ligne que de l'alignement des trous 11. La figure 4 représente en perspective une lame conventionnelle 12 à deux parties 13,14, homologues des parties 3,5 et 4,6 des lames LG et LD, et séparées par une ligne de pliage 15, homologue de la ligne 7. La partie de fixation 13 de la lame 12 est munie de deux trous 16 dont l'alignement 17 forme avec la ligne de pliage 15 un angle important supérieur à 30 . Des tests de résistance et déformations simulés ont été réalisés sur la lame 12. A cet effet, par simulation sur ordinateur, on a reproduit les contraintes encaissées par la lame 12 dans des conditions de travail normales, l'effort sur la lame au cours du travail, c'est-à-dire de la rotation du rotor porte-lames, étant positionné sur la pointe de la lame, en 18. On a ainsi configuré sur un logiciel approprié les points de fixation de la lame 12 (trous 16) et le point d'application (pointe 18) de l'effort auquel elle est soumise. On obtient de la sorte une simulation des contraintes encaissées matérialisées par un code de couleurs dont on a illustré schématiquement sur la figure 5, à défaut des couleurs, l'échelle de valeurs E, depuis l'effort minimal Min à l'extrémité inférieure de la succession verticale de petits carrés de la figure 5, jusqu'à l'effort maximal Max à l'extrémité supérieure. La flèche 19 de la figure 5 indique l'étendue C des contraintes observées sur la lame 12 testée, ces contraintes s'étageant entre une valeur basse m légèrement en deçà de la valeur médiane de l'échelle E et une valeur haute M très voisine de la valeur maximale. Il a été constaté par ailleurs que ces efforts qui sont importants, sont présents sur toute la zone 20 de la ligne de pliage. Par contre, il a été constaté que la zone 21 située à l'arrière des trous 16 ne participe pas à la répartition des contraintes. La conséquence est un risque important d'ouverture prématurée de la lame 12 au niveau de la ligne de pliage 15 et d'arrachement des éléments de fixation, risque qui s'avère effectif à l'usage. Ces risques sont substantiellement réduits, voire éliminés, en configurant les lames et le porte-lame conformément à l'invention. En soumettant une lame telle que la lame LD homologue de la lame 12 de la figure 1, à de semblables tests, dans les mêmes conditions, on obtient en comparaison une distribution des efforts (fig. 6) tout à fait différente. Sur l'échelle E des contraintes de la figure 6, la plage C'des contraintes appliquées à la lame est très sensiblement décalée vers le bas de l'échelle E en comparaison avec la figure 5, ce qui dénote une réduction substantielle des sollicitations exercées sur la lame et donc des risques d'ouverture de la lame et d'arrachement des organes de fixation. Par ailleurs, on constate que les efforts sont limités dans la zone de la ligne de pliage 7, que les contraintes n'occupent plus la totalité de cette ligne et que les charges sont présentes dans la zone de contre-réaction, c'est-à-dire la zone hachurée 22 de la partie 6 de la lame située au-delà des trous 9. En conclusion, le rapprochement de l'alignement 10 de la ligne de pliage 7 et le parallélisme ou quasi-parallélisme entre les lignes 10 et 7, un léger angle pouvant exister entre ces lignes, a pour effet d'augmenter la surface de la zone de contre-réaction (22) et de réduire les efforts dans la ligne de pliage 7 de la lame. Des essais destructifs menés sur des lames selon l'invention ont permis de vérifier que l'ouverture de la lame ne s'opérait plus avant sa déchirure, ce qui confirme que les efforts ne sont plus concentrés sur la ligne de pliage. REVENDICATIONS 1. Disque porte-lames pour rotor de malaxeur, à la périphérie duquel sont montées amovibles plusieurs lames (LG, LD) constituées de plaques métalliques rectangulaires pliées suivant une ligne de pliage transversale (7) définissant deux parties formant entre elles un angle et dont une (5,6) est fixée au disque (1), caractérisé en ce que ladite partie (5,6) fixée au disque (1) comporte deux trous (8,9) de fixation par boulonnage ou analogue, dont l'entraxe (10) est sensiblement parallèle à ladite ligne de pliage (7) et à une faible distance de cette dernière comprise entre 15 et 50 mm. 2. Disque selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraxe (10) est à une distance de la ligne de pliage (7) comprise entre 30 et 40 mm pour une épaisseur de lame (LG, LD) de l'ordre de 10 mm. 3. Disque selon la revendication 10u 2, caractérisé en ce que la ligne de pliage (7) forme avec les bords longitudinaux de la lame (LG, LD) un angle de l'ordre de 50 . 4. Disque suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au droit de chaque lame (LG, LD) le bord (D1, D2) du disque (1) est sensiblement parallèle à la ligne de pliage (7) des lames et à faible distance de cette dernière.