Brevet FR2845859A1 — publié le 20040423

Dispositif de sécurité pour outil aratoire et machine de traitement des sols équipée de tels dispositifs de sécurité La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour outil aratoire, ce dispositif étant interposable entre 20 un châssis mobile porte-outils et au moins un outil aratoire de manière à autoriser, lorsque la pression exercée sur l'outil est supérieure à une pression prédéterminée, un dégagement vertical de l'outil et en deçà de ladite pression un retour de l'outil en position de 25 travail ainsi qu'une machine de traitement des sols équipée d'un tel dispositif de sécurité. Les dispositifs de sécurité destinés à protéger les outils en cas de rencontre avec un obstacle sont bien connus à 30 ceux versés dans cet art. De tels dispositifs ont pour vocation de permettre le dégagement de l'outil généralement par pivotement autour d'un axe lors de la rencontre avec un obstacle et le retour à la position de travail de l'outil dès l'obstacle franchi. Ces dispositifs sont généralement 35 constitués de vérins ou de ressorts qui agissent sur le bras pivotant reliant l'outil au porte-outil. L'inconvénient majeur de tel dispositif est qu'il nécessite la présence d'un axe d'articulation au niveau du bras reliant l'outil au châssis porte-outils. -Pour un 5 fonctionnement optimisé, il est nécessaire de procéder régulièrement à une maintenance de cette articulation notamment par graissage des paliers logeant ledit pivot. Un but de la présente invention est de proposer un 10 dispositif de sécurité dont la conception permet de s'affranchir d'un bras de liaison pivotant entre châssis et porte-outil de manière à supprimer toute maintenance de l'articulation du bras. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de sécurité dont la conception permet de l'appliquer indifféremment à un outil à effort latéral symétrique ou asymétrique pour éviter tout décalage latéral ou gauchissement de l'outil en particulier par travail en 20 vrille des ressorts. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de sécurité dont la conception permet de réduire la fatigue de ce dispositif pour une course d'effacement de 25 l'outil identique à celle obtenue par rapport à des dispositifs de sécurité incorporant des ressorts à lame traditionnels. Un autre but de la présente invention est de proposer un 30 dispositif de sécurité dont la conception permet d'éviter une trépidation de l'outil, y compris à des vitesses de travail élevées. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de 35 sécurité pour outil aratoire, ce dispositif étant interposable entre un châssis mobile porte-outils et au moins un outil aratoire de manière à autoriser, lorsque la pression exercée sur l'outil est supérieure à une pression prédéterminée, un dégagement vertical de l'outil et en deçà 5 de ladite pression un retour de l'outil en position de travail, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux ressorts hélicodaux ou spiralés formés respectivement d'au moins une spire et demie et disposés côte à côte de manière à former un alignement de spires" le 10 long d'une ligne transversale au châssis à l'état monté du dispositif, une extrémité de chaque ressort étant couplable directement ou par l'intermédiaire d'une pièce de liaison au châssis porte-outils, l'autre extrémité de chaque ressort étant couplable directement ou par l'intermédiaire 15 d'une même pièce de liaison à l'outil, lesdits ressorts étant orientés de manière telle que les spires desdits ressorts se resserrent par enroulement lorsque la pression exercée sur l'outil est supérieure à ladite pression prédéterminée en autorisant un effacement vertical de 20 l'outil par soulèvement. L'utilisation de deux ressorts hélicodaux ou spiralés dont les extrémités destinées à être solidarisées à l'outil sont rendues solidaires en déplacement permet d'opposer à 25 l'outil deux forces d'appui sensiblement parallèles qui évitent ainsi un travail en vrille des ressorts. Cette disposition permet indifféremment l'application du dispositif à des outils à effort latéral symétrique tels que coutre circulaire ou droit ou à des outils à effort 30 latéral asymétrique tels que disque concave ou lame. Il en résulte un dispositif de sécurité universel applicable à tout type d'outil. Enfin, le choix de ressorts hélicodaux ou spiralés autorise un travail naturel desdits ressorts par simple enroulement des spires desdits ressorts lorsque 35 la pression exercée sur l'outil est supérieure à une pression prédéterminée de telle sorte qu'il n'en résulte aucune fatigue des ressorts malgré une amplitude de mouvement importante. Un tel dispositif est donc particulièrement robuste et fiable. Enfin, l'absence 5 d'articulation de type pivot, les spires desdits ressorts faisant office d'articulation, autorise la suppression de toute opération de maintenance. L'invention a encore pour objet une machine de traitement 10 des sols, telle que déchaumeuse du type constituée d'un châssis porte-outils apte à porter au moins un, de préférence une pluralité d'outils aratoires, caractérisée en ce que chaque outil ou série d'outils est reliée au châssis par l'intermédiaire d'un dispositif de sécurité du 15 type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels 20 la figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention à l'état interposé entre un châssis porte-outils et un outil; la figure 2 représente une vue de côté du dispositif de la figure 1 en position de travail de l'outil; la figure 3 représente une vue de côté du dispositif de la figure 1 en position effacée de l'outil; 30 la figure 4 représente une vue en perspective d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention dans un autre mode de réalisation de l'outil et la figure 5 représente une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de sécurité conforme à l'invention. Le dispositif 1 de sécurité, objet de l'invention, est 5 destiné à s'interposer entre un châssis 3 mobile et un outil 2 de manière à permettre un franchissement d'un obstacle quelconque par l'outil 2 sans nécessiter d'arrêt du déplacement du châssis, sans endommager l'outil et sans perturber le travail des autres outils lorsque le châssis 10 porteoutils comporte un grand nombre d'outils. Un tel dispositif de sécurité trouve une application pour de nombreuses machines de traitement des sols. Ainsi, un tel dispositif de sécurité peut s'appliquer à une déchaumeuse du type comprenant un châssis porté ou tracté équipé 15 d'outils aratoires constitués d'au moins un train avant de disques déchaumeurs rotatifs non moteur, un train arrière de disques déchaumeurs rotatifs non moteur, chaque disque travaillant dans le sol suivant un terrage réglable par l'intermédiaire d'au moins un organe de référence tel qu'un 20 patin, roue, rouleau couplé audit châssis. Un tel dispositif peut encore s'appliquer à une machine de décompactage des sols constituée d'une pluralité de lames de décompactage. Le châssis 3 de la machine peut être un châssis tracté, porté ou semiporté généralement constitué, dans sa version la plus simple, de deux longerons, de deux traverses et d'au moins un attelage à un véhicule tracteur. L'outil 2 aratoire peut quant à lui être constitué d'un outil de 30 décompactage tel qu'une lame ou une dent, d'un outil de retournement du sol tel qu'un soc, d'un outil de déchaumage tel qu'un disque, d'un outil de délimitation d'une fente ou d'un sillon tel qu'un coutre, un disque circulaire, etc. Parmi tous ces outils, on distingue les outils à effort 35 latéral symétrique ou à effort latéral asymétrique. Le dispositif 1 de sécurité, objet de l'invention, peut s'appliquer à tout type d'outil. Il est donc universel. Il peut servir à la liaison d'un outil 2 au châssis 3 ou de plusieurs outils au châssis 3 comme l'illustre en 5 particulier la figure 4. Ce dispositif 1 de sécurité a pour objet, comme mentionné ci-dessus, de permettre à l'outil 2, lorsque la pression exercée sur l'outil 2 est supérieure à une pression prédéterminée, un dégagement vertical Xde l'outil 2 et en deçà de ladite pression un retour de 10 l'outil 2 en position de travail comme l'illustrent en particulier les figures 2 et 3, la figure 2 correspondant à la position de travail et la figure 3 correspondant à une position d'effacement de l'outil. De manière caractéristique à l'invention, ce dispositif 1 de sécurité est constitué d'au moins deux ressorts 4 hélicodaux, comme l'illustre la figure 1, ou spiralés, comme l'illustre la figure 5. Chaque ressort 4 est formé d'au moins une spire et demie. Dans les exemples 20 représentés, les ressorts 4 hélicodaux sont constitués d'au moins quatre spires et les ressorts 4 spiralés d'au moins deux spires. Ces ressorts sont disposés côte à côte de manière à former un alignement de spires s'étendant transversalement à l'axe d'avancement dudit châssis 3 à 25 l'état monté du dispositif. Comme l'illustre particulièrement la figure 1, une extrémité 4A de chaque ressort 4 est reliée directement ou par l'intermédiaire d'une pièce 5 de liaison au châssis 3 30 porte-outils. L'autre extrémité 4B de chaque ressort 4 est reliée directement ou par l'intermédiaire d'une même pièce 6 de liaison à l'outil 2 aratoire. Dans les exemples représentés, le dispositif 1 de sécurité comporte à chaque fois d'une part une même pièce 5 de liaison au châssis 3, 35 d'autre part une même pièce 6 de liaison à l'outil, ces pièces de liaison affectant à chaque fois la forme d'une platine. Un tel dispositif constitue ainsi un ensemble prêt à monter, chaque platine comportant des moyens tels que des perçages pour la fixation à l'outil 2 d'une part et des 5 arceaux 8 pour la fixation au châssis d'autre part. L'utilisation d'une même pièce 6 de liaison pour la fixation entre outil 2 et extrémité 4B de ressort permet de constituer une interface commune entre ressort 4 et outil 2 de manière à permettre une transmission simultanée aux deux 10 ressorts des efforts subis par l'outil 2 et par suite une réaction commune des ressorts dont les extrémités 4B sont ainsi rendues solidaires en déplacement. Les ressorts 4 sont orientés de manière telle que les spires desdits ressorts 4 se resserrent par enroulement lorsque la 15 pression exercée sur l'outil 2 et par suite sur la même pièce 6 de liaison des extrémités 4B des ressorts 4 est supérieure à ladite pression prédéterminée en autorisant un effacement vertical de l'outil 2 par soulèvement. Ainsi, comme l'illustre la figure 2, lorsque l'outil rencontre un 20 obstacle, l'effort E horizontal, appliqué par exemple à la pointe de la lame, provoque, lorsqu'il est supérieur à une valeur prédéterminée, un effacement de l'outil par resserrement des spires des ressorts de manière à occuper une position conforme par exemple à celle représentée à la 25 figure 3. L'effacement de l'outil permet ainsi le passage de l'obstacle avant un retour de l'outil en position de travail correspondant à celle représentée à la figure 2. Les spires des ressorts font donc ainsi office d'axe de pivotement. Le fonctionnement du dispositif de sécurité est 30 analogue dans le cas d'un dispositif de sécurité conforme à celui représenté à la figure 5. Comme l'illustrent les figures 1 à 3, l'outil qui affecte ici la forme d'une lame peut, pour sa fixation au 35 dispositif de sécurité, être équipé, au sommet de sa portion verticale, d'une platine destinée à être fixée par boulonnage à la même pièce 6 de liaison du dispositif de sécurité. Dans le cas d'un outil aratoire sous forme de disque, en particulier de disque concave comme l'illustre 5 la figure 4, les disques sont reliés, au niveau de leur moyeu, par un étrier, la branche de liaison de cet étrier étant boulonnée directement ou par l'intermédiaire d'une platine à la même pièce 6 de liaison du dispositif de sécurité. Pour éviter un effet dit de pianotage des outils, le dispositif 1 de sécurité comporte au moins un élément 7, tel qu'une butée, de précontrainte de chaque ressort 4. Cet élément 7 de précontrainte n'autorise l'enroulement des 15 spires dans le sens d'un effacement de l'outil 2 par soulèvement que lorsque la pression exercée sur l'outil 2 devient supérieure à la pression dudit élément 7 de précontrainte correspondant à la pression prédéterminée. Ainsi, l'élément 7 de précontrainte comprime les ressorts 4 20 à une valeur voisine par exemple de 700 Kg de manière à n'autoriser un enroulement des spires qu'au-delà de cette valeur. Dans les exemples représentés, cet élément 7 de précontrainte est constitué d'au moins un bras s'étendant depuis la zone de liaison du dispositif 1 au châssis en 25 direction de l'outil 2 pour former une butée 7A contre laquelle prennent appui, directement ou par l'intermédiaire de la même pièce 6 de liaison, les extrémités 4B des ressorts 4 reliables à l'outil 2 en l'absence de sollicitation du dispositif au-delà d'une valeur de 30 pression prédéterminée, c'est-à-dire en particulier lorsque l'outil 2 est en position de travail. Ainsi, ce bras peut comporter, à son extrémité destinée à former une butée, une traverse prenant appui sous la platine 6 servant de même pièce de liaison entre outil 2 et extrémité 4B des 35 ressorts. Un tel dispositif 1 de sécurité peut comporter un ou plusieurs éléments-7 de précontrainte. Dans l'exemple représenté à la figure 5, il comporte plusieurs éléments 7 de précontrainte. Les extrémités 4B des ressorts 4 destinées à être solidarisées à l'outil 2 sont constituées respectivement d'un prolongement tangentiel d'une spire 4C terminale du ressort pour former deux branches maintenues parallèles par l'intermédiaire de la même pièce 6 de liaison, telle qu'une 10 platine, servant à la fixation de l'outil 2 au dispositif 1. Ces extrémités 4B sont, dans les exemples représentés, soudés à la pièce de liaison. Ce prolongement peut être obtenu par l'intermédiaire d'une pièce rapportée ou être réalisée d'une seule pièce avec la spire terminale dudit 15 ressort. Par spire terminale, on entend la spire positionnée à une extrémité du ressort. Cette spire terminale prolongée tangentiellement est constituée, pour au moins l'un des ressorts 4, par la spire 4C la plus externe de l'alignement de spires. Pour l'autre ressort, 20 cette spire terminale prolongée tangentiellement peut être constituée également par la spire 4C la plus externe de l'alignement de spires ou par la spire terminale du ressort disposée à l'intérieur de l'alignement de spires. Comme cela est plus particulièrement représenté aux figures, l'un 25 ou l'autre des modes de réalisation sera retenu en fonction des dimensions de la même pièce 6 de liaison commune auxdits ressorts. Les extrémités 4A des ressorts 4, destinées à être 30 solidarisées au châssis 3 porte-outils, sont quant à elles couplées mécaniquement par une même pièce 5 de liaison, telle qu'une platine. Cette même pièce 5 de liaison peut être munie d'arceaux 8 à l'intérieur desquels peut être insérée une poutre transversale ou traverse dudit châssis 35 3. Ces arceaux 8 peuvent être ainsi constitués d'un étrier dont la branche horizontale est solidarisée à la pièce 5 de liaison du dispositif 1 de sécurité, cet étrier étant fermé au moyen d'une pièce rapportée comme l'illustrent les figures. Il en résulte une fixation particulièrement aisée du dispositif 1 de sécurité sur le châssis 3 porte-outils. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire, ce 5 dispositif (1) étant interposable entre un châssis (3) mobile porte-outils et au moins un outil (2) aratoire de manière à autoriser, lorsque la pression exercée sur l'outil (2) est supérieure à une pression prédéterminée, un dégagement vertical de l'outil (2) et en deçà de ladite 10 pression un retour de l'outil en position de travail, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux ressorts (4) hélicodaux ou spiralés formés respectivement d'au moins une spire et demie et disposés côte à côte de manière à former un alignement de spires le 15 long d'une ligne transversale au châssis (3) à l'état monté du dispositif, une extrémité (4A) de chaque ressort (4) étant couplable directement ou par l'intermédiaire d'une pièce (5) de liaison au châssis (3) porte-outils, l'autre extrémité (4B) de chaque ressort (4) étant couplable 20 directement ou par l'intermédiaire d'une même pièce de liaison à l'outil, lesdits ressorts (4) étant orientés de manière telle que les spires desdits ressorts (4) se resserrent par enroulement lorsque la pression exercée sur l'outil (2) est supérieure à ladite pression prédéterminée 25 en autorisant un effacement vertical de l'outil (2) par soulèvement. 2. Dispositif de sécurité pour outil (2) aratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément (7), tel qu'une butée, de précontrainte de chaque ressort (4), de manière à n'autoriser l'enroulement des spires dans le sens d'un effacement de l'outil (2) par soulèvement que lorsque la pression exercée sur l'outil (2) devient 35 supérieure à la pression dudit élément (7) de précontrainte. 3. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (7) de précontrainte est constitué d'au moins un bras s'étendant depuis la zone de liaison du dispositif (1) au châssis en direction de l'outil (2) pour former une butée contre laquelle prennent appui, directement ou par l'intermédiaire de la même pièce 10 (6) de liaison, les extrémités (4B) des ressorts (4) reliables à l'outil (2) en l'absence de sollicitation du dispositif au-delà d'une valeur prédéterminée. 4. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire selon 15 l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités (4B) des ressorts (4) destinées à être solidarisées à l'outil (2) sont constituées respectivement d'un prolongement tangentiel d'une spire (4C) terminale du ressort pour former deux 20 branches maintenues parallèles par l'intermédiaire d'une même pièce (6) de liaison, telle qu'une platine, servant à la fixation de l'outil (2) au dispositif (1). 5. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire selon 25 la revendication 4, caractérisé en ce que la spire (4C) terminale prolongée tangentiellement est constituée, pour au moins l'un des ressorts (4), par la spire (4C) la plus externe de l'alignement de spires. 6. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités (4A) des ressorts (4), destinées à être solidarisées au châssis (3), sont couplées 35 mécaniquement par une même pièce (5) de liaison, telle qu'une platine. 7. Dispositif (1) de sécurité pour outil (2) aratoire selon la revendication 6, caractérisé en ce que la même pièce (5) de liaison couplant mécaniquement les extrémités (4A) des ressorts, destinées à être solidarisées au châssis (3) porte-outils, est munie d'arceaux (8) à l'intérieur desquels peut être insérée une poutre transversale ou traverse dudit châssis (3). 8. Machine de traitement des sols, telle que déchaumeuse du type constituée d'un châssis (3) porte-outils apte à porter au moins un, de préférence une pluralité d'outils (2) aratoires, caractérisée en ce que chaque outil (2) ou série d'outils (2) est reliée au châssis (3) par l'intermédiaire d'un dispositif de sécurité conforme à l'une des revendications 1 à 7.