Brevet FR2846190A1 — publié le 20040430

Domaine de l'invention La présente invention concerne un épandeur centrifuge d'engrais pour distribuer des produits à épandre comprenant: un réservoir d'alimentation, au moins un disque d'épandage équipé de pa5 lettes d'éjection, ce disque étant entraîné en rotation par un dispositif d'entraînement, au moins un moyen pour régler l'épandeur sur différentes largeurs de travail et différentes sortes de produits à épandre et/ou types de distribution, et au moins un organe de dosage réglable pour chaque disque d'épandage, un calculateur et au moins un capteur 10 pour recevoir le couple de l'entraînement en rotation des disques d'épandage et/ou de chaque disque d'épandage. Etat de la technique On connaît ce type d'épandeur centrifuge d'engrais par exemple selon le document DE 198 57 408. Dans le cas de cet épandeur 1 5 centrifuge d'engrais, l'arbre d'entraînement des disques d'épandage comporte un capteur de couple. Ce capteur de couple détecte le couple. En utilisant le couple ainsi obtenu on détermine dans un programme d'exploitation le débit massique. Cela permet de déterminer la densité d'épandage effective et de régler la densité d'épandage souhaitée par 20 l'intermédiaire d'un dispositif de réglage. Mais cet épandeur centrifuge d'engrais ne permet pas de déterminer la régularité de l'épandage en fonction de la largeur d'épandage. Le document EP 0 567 495 B2 décrit un procédé de réglage d'épandeur centrifuge d'engrais pour arriver à une répartition ré25 gulière de l'engrais en fonction de la largeur de travail. Ce document décrit tout d'abord que des essais à grande échelle dans des halles d'épandage ont permis de déterminer le réglage correct de l'épandeur centrifuge d'engrais pour une répartition régulière de différentes sortes d'engrais. Ces valeurs de réglage sont enregistrées dans un tableau 30 d'épandage. A l'aide de ce tableau d'épandage, on règle alors l'épandeur centrifuge d'engrais pour distribuer un engrais qui correspond exactement ou de façon voisine au type d'engrais contrôlé et enregistré dans le tableau d'épandage. Si l'agriculteur épand de l'engrais ayant des propriétés physiques analogues ou du moins voisines de celles de l'engrais épandu, cela permet de reproduire une bonne image d'épandage si l'épandeur d'engrais est réglé de façon correspondante. Les propriétés physiques des engrais nécessitent toutefois un réglage individuel des organes de dosage et de répartition de 5 l'épandeur centrifuge d'engrais comme par exemple le réglage des palettes d'épandage, celui de la vitesse de rotation ou le choix du disque d'épandage approprié pour la largeur de travail choisie. Pour permettre de tenir compte des propriétés physiques respectivement données de l'engrais pour le réglage de l'épandeur cen10 trifuge d'engrais, le document BP O 567 495 B2 propose de déterminer les propriétés physiques effectives comme par exemple l'angle d'éjection, le spectre de granulométrie, la tenue à la rupture et la teneur en humidité de l'engrais à épandre à partir d'un échantillon d'engrais permettant de fournir les valeurs correspondantes en laboratoire à l'aide de 15 dispositifs appropriés. Au préalable, il faut établir et enregistrer les relations entre des essais à grande échelle et les essais de laboratoire, dans des tableaux ou des programmes d'ordinateur. Au cours du temps, on a constaté que l'angle d'éjection moyen obtenu constituait une grandeur décisive pour apprécier et déterminer le réglage correct de 20 l'épandeur centrifuge d'engrais suivant les propriétés actuelles de l'engrais à distribuer. A l'aide de l'angle d'éjection moyen obtenu on peut répartir les engrais en différents groupes. Dans le cas d'un engrais inconnu, on détermine tout d'abord plusieurs propriétés physiques. Les proprié25 tés seront comparées à celles de l'engrais déjà distribué lors d'essais à grande échelle, et qui sont analogues. Bn cas de concordance des valeurs, on reprend les valeurs de réglage de l'épandeur centrifuge d'engrais car on peut supposer que l'engrais ayant des caractéristiques physiques analogues aura des propriétés d'épandage analogues et per30 mettra de générer une image d'épandage sensiblement analogue. Mais la difficulté est que les propriétés physiques d'engrais utilisés pour des essais d'épandage en grand, ne correspondent pas nécessairement aux propriétés des engrais distribués en pratique et qui correspondent aux mêmes types d'engrais. Cela provient notamment du fait qu'en particu35 lier à cause de la fabrication et du stockage de l'engrais, les propriétés physiques peuvent changer et varier très fortement les unes par rapport aux autres. Pour arriver néanmoins à une répartition régulière il faut régler l'épandeur centrifuge d'engrais ou les organes de réglage en fonc5 tion des propriétés physiques pour obtenir ainsi une répartition régulière. Les propriétés d'épandage peuvent néanmoins changer à cause de l'humidité de l'engrais pendant le stockage, à cause d'un spectre de granulométrie différent de l'engrais ou par un changement de 10 fabricant ou d'une autre composition de l'engrais. Il existe également de nombreux engrais sur le marché dont ne connaît pas les propriétés d'épandage. Les valeurs de réglage obtenues par des essais à grande échelle dans une halle d'épandage et qui sont enregistrées dans un ta15 bleau d'épandage s'appliquent aux engrais distribués ayant des propriétés spécifiques pendant les essais d'épandage. Une grandeur caractéristique est, comme déjà indiqué, l'angle d'éjection moyen qui se détermine à l'aide d'un dispositif spécial comme celui décrit dans le document EP 0 567 495 B2 à la figure 5. L'angle d'éjection ou l'angle 20 d'éjection moyen, spécial pour ce dispositif ou qui a été constaté dans ce dispositif, sert de valeurs de compensation pour les tableaux d'épandage c'est-à-dire les valeurs moyennes et aussi de valeurs de comparaison par rapport aux valeurs déjà déterminées au cours d'essais à grande échelle dans la halle d'épandage. Cela permet de dé25 terminer facilement de nouveaux engrais inconnus, sans avoir à les essayer dans une halle d'épandage, pour les associer à des groupes déterminés et obtenir ainsi les valeurs de réglage pour l'épandeur centrifuge d'engrais. En pratique on constate toujours de nouveau que les va30 leurs de réglage des tableaux d'épandage peuvent donner une image d'épandage non satisfaisante en particulier si les propriétés physiques d'épandage ont changé comme indiqué ci-dessus pour différentes raisons. Ces modifications des propriétés physiques d'épandage de l'engrais donnent une image d'épandage non satisfaisante. Cette varia- tion de l'image d'épandage se traduit par la formation de bandes produites par les modifications des propriétés physiques. Pour mesurer cette variation, il est nécessaire jusqu'à présent d'utiliser un banc d'essai mobile comme celui décrit par exem5 ple dans le document EP 0 376 923 A2 ou encore un échantillon d'engrais traité comme indiqué par le procédé décrit dans le document EP 0 567 495 B2. Pour éviter ces inconvénients, il faudrait déterminer des valeurs qui donnent une information fiable caractérisant l'image 10 d'épandage effective sur le champ. On connaît dans ce cas déjà des propositions de mesure de l'éventail d'épandage ou pour déterminer les valeurs de l'engrais éjecté. On se reportera par exemple au document suivant EP 0 751 703 B1, EP 0 311 202 B1 ou EP 0 682 857 B1. Toutes ces 15 propositions ont en commun d'utiliser des capteurs qui détectent ou mesurent soit l'éventail d'épandage soit l'énergie et la masse de l'engrais éjecté sur toute la plage de l'éventail d'épandage ou sur des plages partielles. En outre selon le document EP 0 311 202 Bl on connaît 20 un appareil d'épandage dont les palettes d'éjection du disque d'épandage sont associées à un dispositif de mesure permettant de mesurer la quantité éjectée par les palettes d'éjection. On effectue la mesure dans une plage angulaire déterminée. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif de mesure simple permettant de déterminer la régularité de l'épandage de l'engrais éjecté suivant la largeur de travail. Exposé de l'invention A cet effet la présente invention concerne un dispositif 30 d'épandage du type défini ci-dessus, caractérisé par un autre capteur pour recevoir l'angle de rotation et/ou l'angle des disques d'épandage de façon que le calculateur associe les différentes valeurs de couple enregistrées aux angles de rotation correspondant à l'aide d'un programme d'exploitation enregistré dans le calculateur. Ainsi, selon l'invention, on enregistre et on exploite les valeurs du couple en fonction des angles de rotation correspondants. Cela permet d'associer des pointes de couple ou maximums de couple à un certain angle de rotation. Les maximums de couple sont une mesure de l'instant d'éjection de l'engrais par les palettes d'éjection. Les moyens de l'invention permettent également d'obtenir une information sur la régularité ou sur la modification de la régularité de l'image d'épandage. Jusqu'à présent il était nécessaire pour mesurer cette variation, d'utiliser un poste d'essai mobile ou d'effectuer une 10 analyse d'engrais. Le programme d'exploitation contient un programme expert qui permet de tenir compte des différentes relations entre les différentes valeurs obtenues, les paramètres d'épandage et les valeurs de réglage pour les associer. L'invention évite cette situation en ce que grâce à la mesure du couple et à l'association à un angle de rotation et 15 à une exploitation correspondante, on aura une information fiable de l'image d'épandage effective sur le champ ce qui permet de déterminer l'angle d'éjection moyen. Une association entre les valeurs obtenues pour un engrais spécifique, par des essais à grande échelle dans une halle d'épandage et les couples mesurés en fonction de l'angle d'éjection 20 permet ainsi de déterminer des relations que l'on injecte dans un programme de traitement. De plus par l'association de la valeur de l'angle d'éjection obtenue dans un dispositif selon la figure 5 du document EP 0 567 495 B2, on peut déterminer des valeurs spéciales pour des types d'engrais inconnus que l'on associe alors aux valeurs de cou25 ple/angle de rotation. L'engrais fourni par portions aux palettes d'éjection est repris par ces palettes pour être éjecté. Les quantités obtenues selon le dispositif du document EP sont enregistrées dans un diagramme en fonction de la position angulaire de la plage de mesure. Ce diagramme 30 montre que l'engrais est éjecté autour d'une certaine valeur moyenne selon une distribution de Gauss. La valeur moyenne de cette distribution sera alors définie comme angle d'éjection moyen. Cet angle d'éjection est vrai pour chaque engrais à déterminer et cette valeur sera enregistrée dans des tableaux ou dans un programme avec un pro35 gramme d'exploitation dans les mémoires d'un calculateur. Pour pou- voir régler l'angle d'éjection on peut utiliser la répartition du point d'alimentation ou la variation de vitesse de rotation du disque d'épandage. Le réglage du point d'arrivée ou d'alimentation représente le réglage du point d'impact des grains sur le disque d'épandage que l'on détermine à l'aide d'un dispositif approprié. Le capteur de couple et le capteur d'angle de rotation en combinaison avec le programme d'exploitation faisant partie d'un programme expert d'un calculateur permet de déterminer en ligne l'angle d'éjection d'un épandeur en fonctionnement pendant une opération 10 d'épandage. Le dispositif détecte la vitesse de rotation des disques d'épandage à l'aide du capteur de vitesse de rotation, l'angle de rotation du disque d'épandage et par l'intermédiaire d'un capteur de couple, le couple appliqué à l'arbre des disques d'épandage. Le programme d'exploitation électronique associe la valeur instantanée du couple à 1 5 l'angle de rotation instantané. Cette saisie doit être réalisée à la fois dans le cas de l'entraînement mécanique et dans le cas de l'entraînement hydraulique du disque d'épandage. Cette prise de données est assurée chaque fois de maniêre spécifique pour chaque angle de rotation et les données sont enregistrées dans un support approprie 20 pour être exploitées ou traitées par le programme d'exploitation. Le fonctionnement de principe repose sur le fait que la courbe de couple obtenue présente des pointes ou maximums de couple chaque fois qu'une partie d'engrais quitte la palette d'éjection respective. Comme la courbe de couple est enregistrée en fonction de l'angle 25 de rotation, on pourra prouver précisément l'endroit o a été éjecté l'engrais. L'engrais qui est arrivé dans la palette d'éjection produit une légère augmentation du couple pour produire également un faible affaissement de la courbe du couple lorsque cette quantité d'engrais quitte la palette d'épandage. La technique de mesure ainsi prévue saisit ces pointes de couple et peut les associer à la position d'angle respectif du disque. Cette association entre le maximum de l'angle de rotation et l'angle de rotation du disque d'épandage peut également être appelé angle d'éjection de la machine. Cette valeur réelle est enregistrée par le cal35 culateur pour être comparée à des valeurs de consigne mises en meé- moire. En cas de déviation par rapport à la valeur de consigne, les éléments d'actionnement assurent une modification du point d'impact ou d'une vitesse de rotation du disque jusqu'à ce que la valeur de consigne correspond à la valeur réelle. De plus le programme d'exploitation peut tenir compte grâce au programme expert de l'arrivée de l'engrais sur le disque d'épandage car dans ce cas également on pourra évoquer une augmentation du couple. L'exploitation des données reçues peut se faire en enre10 gistrant dans le calculateur de préférence dans le cas du programme expert, une courbe caractéristique de la fonction associant la courbe du couple et l'angle de rotation. Les données correspondantes sont également affichées par l'afficheur du calculateur. L'afficheur peut afficher la régularité de 15 la dispersion. Pour arriver à une régularité de la qualité d'épandage suivant la largeur de travail, il est prévu de régler la position de la surface de distribution du produit d'épandage sur le disque d'épandage à l'aide de la courbe de couple obtenue. On peut également prévoir un capteur qui permet de déterminer la portée d'éjection des grains d'engrais. Le dispositif selon l'invention suppose que l'épandeur soit utilisé pour un réglage de base déterminé avec une hauteur de travail correcte et une position de montage appropriée par rapport à la surface 25 d'épandage. Selon un développement particulier de l'invention, des capteurs sont prévus sur l'épandeur centrifuge d'engrais pour surveiller la hauteur de montage correcte et la position de l'épandeur centrifuge d'engrais par rapport à la surface à traiter. Dessins La présente invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un épandeur centrifuge d'engrais en vue arrière selon une représentation de principe, - la figure 2 montre le dispositif des capteurs et de l'exploitation sous la forme d'une représentation schématique de l'épandeur selon la figure 1, - la figure 3 montre un ordinogramme du schéma d'exploitation, - la figure 4 montre la courbe du couple enregistrée en fonction de l'angle de rotation, - la figure 5 montre un autre épandeur d'engrais en vue arrière suivant une représentation de principe avec un entraînement mécanique des disques d'épandage, - la figure 6 montre la disposition des capteurs et l'exploitation des valeurs selon une représentation schématique de l'épandeur d'engrais. Description des exemples de réalisation Selon la figure 1, l'épandeur centrifuge d'engrais com15 porte un réservoir 1 avec au moins un dispositif de dosage 2 qui fournit les produits en quantité réglable à un ou plusieurs disques d'épandage 3 entraînés en rotation. Chaque disque d'épandage 3 est entraîné par l'intermédiaire d'un arbre 4 et d'un moteur hydraulique 5. Les disques d'épandage 3 ou le dispositif de dosage 2 sont réglables les uns par rap20 port aux autres pour permettre de modifier la position du point d'arrivée de l'engrais sur le disque d'épandage 3 respectif. On connaît des moyens de réglage motorisés 6 pour régler l'installation de dosage ainsi que des éléments de réglage motorisés 7 pour régler le point d'arrivée. Les moteurs hydrauliques 5 sont entraînés par des installations appro25 priées telles que par exemple l'installation hydraulique du tracteur ou une pompe hydraulique entraînée elle-même à partir du tracteur ou par d'autres moyens motorisés. Une installation de régulation 8 est associée aux moteurs hydrauliques 5. A l'aide de cette installation on règle la vitesse de rotation des disques d'épandage 3 en commun ou de façon 30 indépendante. Une conduite d'aller 9 de liquide sous pression et une conduite de retour 10 relient la vanne de régulation 8 à chacun des moteurs hydrauliques 5. Dans la conduite de pression 9 et la conduite de retour 10 on a des appareils de mesure de pression 11. Les valeurs 35 de mesure fournies par ces appareils de mesure de pression Il per- mettent de déterminer le couple en combinaison avec la valeur de mesure fournie par le débitmètre 12. Ainsi les appareils de mesure 11 forment en combinaison avec le débitmètre 12 une sorte de capteur de couple. Pour l'entraînement des disques d'épandage 3 il est prévu un 5 capteur de couple sous la forme des appareils 11, 12. De plus, un capteur de vitesse de rotation 13 est associé aux disques d'épandage 3 et à l'arbre d'entraînement 4 des disques d'épandage pour permettre de mesurer la vitesse de rotation. Il est également prévu un capteur d'angle de rotation 14 permettant de déterminer l'angle de rotation des disques 10 d'épandage 3. Il est également prévu une unité de régulation d'exploitation électronique 15. Cette unité d'exploitation de traitement 15 est reliée par des lignes ainsi que par d'autres moyens de transmission aux différents capteurs 11, 12, 13, 14 pour transmettre les valeurs déterminées par les capteurs 11, 12, 13, 14 dans l'installation comme le 15 montre la figure 2. Les éléments de réglage ou d'actionnement 1, 7, 8 sont prévus pour régler les organes de dosage, la vitesse de rotation des disques d'épandage 3 et pour déplacer le point d'arrivée également par une installation de transmission appropriée ou par une ligne à l'installation 20 15. Le capteur de couple formé du capteur de pression 1 1 et du débitmètre 12 du capteur de vitesse de rotation 13 et du capteur d'angle de rotation 14 transmettent leurs valeurs de mesure à l'installation 15. L'installation 15 enregistre les différentes valeurs du 25 couple en fonction de l'angle de rotation instantané. L'installation 15 comporte un programme expert approprié comme programme d'exploitation pour traiter et enregistrer ces données. Ce système fonctionne selon l'ordinogramme représenté à la figure 3. Le fonctionnement correspondant à ce principe repose 30 sur le fait que les courbes de couple 16 obtenues, comme le montre la figure 4, présentent toujours les valeurs maximales ou pointes de couple 17, 18 au moment précis o une partie d'engrais s'échappe de la palette d'épandage correspondante. L'engrais accéléré par la palette d'épandage assure une montée en couple facile 17, 18 pour qu'en quit35 tant la palette d'épandage elle ne provoque qu'un faible affaiblissement 19 de la courbe de couple 16 comme le montre le diagramme de la figure 4. La montée du couple 17 est produite par les palettes d'éjection 20 les plus longues et la montée du couple 18 est produite par les palettes d'éjection les plus courtes 21. Les pointes de couple 17, 18 détectées en technique de mesure sont associées à la position angulaire respective 22 du disque. Cette association entre les pointes ou maximum de couple 17, 18 ainsi que l'angle 22 du ou des disques d'épandage 3 peut également être considérée comme angle d'éjection de la machine. Cela permet de détermi10 ner également un angle d'éjection moyen selon le programme expert. Ces valeurs réelles sont reçues par le calculateur 15 pour être comparées aux types enregistrés. En cas de déviation, les organes d'actionnement 7 modifient le point d'impact jusqu'à ce que la valeur de consigne et la valeur réelle se correspondent de nouveau. Comme le montre l'ordinogramme de la figure 3, les vitesses de rotation des disques d'épandage 3, le couple d'entraînement et la position angulaire du disque d'épandage 3 sont saisies par les capteurs 11, 12, 13, 14. Ces données sont nécessaires pour déterminer l'angle d'éjection. On prédétermine ainsi l'angle d'éjection de consigne 20 pour le type d'engrais à distribuer. Puis on compense entre l'angle d'éjection réel et l'angle d'éjection de consigne. Un écran de contrôle 23 permet d'afficher les différentes données pour que l'opérateur de la machine puisse constater que le produit a été réparti de manière régulière comme souhaité. L'électronique de régulation 15 détermine à l'aide des 25 données obtenues et du programme expert, la valeur de réglage respectif souhaitée. On a ensuite des impulsions de réglage ou d'actionnement correspondantes pour les organes d'actionnement 6, 7 pour permettre de régler le point d'impact ainsi que la vitesse de rotation des disques 3. En cas de déviation par rapport aux valeurs de consigne, on réglera le 30 point d'arrivée et/ou la vitesse de rotation. L'exemple de réalisation des figures 5 et 6 se distingue de celui des figures 1 à 4 en ce qu'à la place de l'entraînement hydraulique des disques d'épandage 3 on a un entraînement mécanique. L'épandeur centrifuge d'engrais selon la figure 5 comporte un réservoir 1 à deux 35 dispositifs de dosage 2 par lesquels les produits arrivent en quantité Il réglée sur les disques d'épandage 3 entraînés en rotation. Les disques d'épandage 3 sont entraînés par la ligne de transmission 24 par l'intermédiaire de la transmission centrale 25 et des deux renvois d'angle 26. La transmission centrale 25 est reliée aux renvois d'angle 26 5 par les arbres d'entraînement 27. La transmission centrale 25 comporte un arbre d'entrée. Cet arbre est entraîné par une source motrice par exemple la prise de force du tracteur portant l'épandeur centrifuge d'engrais. Le dispositif de dosage 2 se règle à l'aide du moyen de ré10 glage 6. La position des organes de dosage 2 par rapport aux disques d'épandage 3 se règle à l'aide d'éléments d'actionnement à moteur 7 comme aux figures 1 et 2. A chaque arbre 27 est associé un moyeu de mesure de couple 28. Il est également prévu un capteur de vitesse de rotation 13 15 permettant de déterminer la vitesse de rotation des disques d'épandage 3. Un capteur de position angulaire 14 permet de détecter la position angulaire respective des disques d'épandage 3. Les valeurs fournies par les différents capteurs 28, 13, 14 sont appliquées aux installations de régulation électronique 15. 20 L'exploitation se fait suivant l'exemple de réalisation des figures 1 à 4. Lorsque la valeur réelle diffère de la valeur de consigne, l'installation de régulation 15 fournit une impulsion à l'élément d'actionnement 7 pour régler le point de consigne pour que cet élément d'actionnement 7 déplace la position de l'organe de dosage 2 par rapport aux disques 25 d'épandage 3 jusqu'à atteindre une valeur de consigne souhaitée et ainsi une bonne et régulière répartition du produit. L'exploitation des valeurs fournies par les capteurs 13, 14, 28 se fait de façon analogue au procédé des figures 1 à 4; REVENDICATIONS ) Epandeur centrifuge d'engrais pour distribuer des produits à épandre comprenant: un réservoir d'alimentation, au moins un disque d'épandage équipé de palettes d'éjection, ce disque étant entrainé en 5 rotation par un dispositif d'entraînement, au moins un moyen pour régler l'épandeur sur différentes largeurs de travail et différentes sortes de produits à épandre et/ou types de distribution, et au moins un organe de dosage réglable pour chaque disque d'épandage, un calculateur et au moins un capteur pour recevoir le couple de l'entraînement en rotation 10 des disques d'épandage et/ou de chaque disque d'épandage, caractérisé par un autre capteur (14) pour recevoir l'angle de rotation et/ou l'angle des disques d'épandage (3) de façon que le calculateur (15) associe les différentes valeurs de couple enregistrées aux angles de rotation correspon15 dant à l'aide d'un programme d'exploitation enregistré dans le calculateur (15). ) Epandeur centrifuge d'engrais selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une courbe caractéristique est enregistrée dans le calculateur (15) pour la fonction reliant l'évolution du couple et l'angle de rotation. ) Epandeur centrifuge d'engrais selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régularité de l'épandage s'affiche sur l'écran (23) du calculateur (15) . 4 ) Epandeur centrifuge d'engrais selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de la surface d'arrivée du produit à épandre sur les disques 30 d'épandage (3) se règle à l'aide de la courbe de couple obtenue.