Brevet FR2890318A1 — publié le 20070309

Dispositif de mélange de substances à récipient mobile. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du mélange de substance(s) notamment pour l'agriculture, le bâtiment et/ou les travaux publics. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de mélange, ou malaxeur, comprenant un récipient ou cuve et des moyens de mélange ou d'agitation du contenu de la cuve. L'application peut notamment s'appliquer aux substances organiques (aliments pour animaux, céréales, composts, tourbes...) et/ou minérales (engrais, mortiers, bétons, compléments minéraux d'alimentation,...). Ces dispositifs sont notamment mais non exclusivement destinés à être montés sur un véhicule ou tractés. Ils sont généralement conçus pou r être utilisés par un seul individu, par exemple au cours des opérations de distribution ou d'épandage. 2. Solutions de l'art antérieur De tels malaxeurs présentent généralement des moyens d'agitation motorisés, tels que des pales, des augets, des vrilles, des vis, des godets, des dents ou des bandes, entraînés en rotation selon un axe vertical. Une unique trappe de vidange est prévue en fond de cuve pour permettre l'écoulement, ou vidange, de tout ou partie du contenu de la cuve. Généralement, ce contenu doit être versé dans une zone très précise, qu'il s'agisse d'un récipient ou d'une zone bien identifiée sur le sol. Pour faciliter cette opération, les fabricants ont proposé plusieurs positions pour la trappe, dans le cas de malaxeurs tractés, à droite, à gauche, ou à l'arrière de la flèche de la remorque du malaxeur. Quelle que soit la position de cette ouverture, elle impose un positionnement précis de celle-ci par rapport à la zone où le produit doit être versé. Ceci suppose en conséquence de manoeuvrer le dispositif lui-même. Cette opération est souvent peu aisée, notamment lorsque le dispositif est tracté. Par exemple, l'utilisation d'un tel matériel pour déverser des substances sur plusieurs 2890318 2 surfaces de déversement distinctes, ou bien sur une zone étendue, nécessite en général de changer le malaxeur de place à plusieurs reprises. Cette opération se révèle difficile à réaliser avec précision par un seul individu. L'utilisateur doit effectuer une manoeuvre avec son tracteur, descendre de celui-ci pour vérifier le bon fonctionnement, remonter dans le tracteur pour se repositionner... Pour limiter ces manoeuvres, il a été proposé d'ajouter une goulotte de déversement située sous la trappe de vidange pour diriger le flux de mélange sortant de la cuve. L'utilisation de ce dispositif de goulotte permet effectivement de réduire le nombre de déplacements du malaxeur. Il nécessite en revanche une intervention humaine lors de chaque changement d'orientation, pendant lequel il est préférable que l'utilisateur interrompe le déversement en refermant la trappe de vidange afin de faciliter la manoeuvre. Ce dispositif ne peut par ailleurs être mis en oeuvre qu'avec des malaxeurs à trappe de vidange arrière, étant donné que, dans les deux autres positions latérales, le mouvement de la goulotte serait perturbé par les roues ou l'essieu de la remorque. L'orientation imposée de la trappe de vidange vers l'arrière a pour inconvénient qu'il n'est alors pas aisé pour l'utilisateur de connaître avec exactitude, tout en conduisant, la zone de vidange, qui est alors cachée par le malaxeur. En outre, la plage de déplacement de la goulotte reste limitée, et les manoeuvres sont donc souvent nécessaires. Par exemple, cela ne permet pas de couvrir en une seule passe deux zones latérales correspondant au trajet du véhicule au cours d'opérations de distribution de nourriture aux animaux ou d'épandage. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de mélange, ou malaxeur, qui facilite la vidange en des emplacements précis. 2890318 3 Ainsi un objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif, permettant de façon efficace un déversement de substances en plusieurs emplacements sur une zone étendue. Plus précisément, un objectif de l'invention est de mettre en oeuvre un tel dispositif qui puisse permettre un déversement des substances dans des zones précises, sans pour cela effectuer de nombreuses manoeuvres pour placer le dispositif avec exactitude. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif de mélange qui soit maniable et qui réduise le nombre d'interventions humaines directes. L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif qui permette aisément de modifier ou d'élargir la zone de réception des substances au cours de l'opération de déversement, par exemple pour distribuer des céréales ou des compositions alimentaires dans les stalles ou les stabulations d'une exploitation agricole, épandre des engrais et composts sur un terrain ou répartir du mortier ou du béton pour constituer une dalle. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif permettant de répartir en un seul passage une substance sur une grande largeur et/ou de deux côtés conjointement. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif qui puisse être commandé à distance et dont l'utilisation ne requiert pas la présence de plusieurs intervenants. L'invention a encore pour objectif de fournir une solution technique simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre. 4. Caractéristiques essentielles de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sDnt atteints à l'aide d'un dispositif de mélange, ou malaxeur, de substances comprend un récipient porté par une structure mobile, à l'intérieur duquel des moyens de mélange remuent les substances. Selon l'invention, ledit récipient comprend une ouverture de déchargement définie dans le fond et/ou une partie infcrieure de la paroi dudit récipient, et étant monté pivotant par rapport à la structure, autour d'un 2890318 4 axe sensiblement vertical, de façon à pouvoir déplacer l'ouverture de déchargement sans déplacer ladite structure mobile. Ainsi, l'invention propose une approche nouvelle et inventive de la technique de vidange de substances contenues dans un malaxeur. Elle apporte une solution performante aux problèmes rencontrés par les professionnels de l'agriculture, du bâtiment ou des travaux publics pour mélanger et verser, distribuer ou épandre des substances. De façon avantageuse, ledit récipient pivote autour dudit axe vertical sur un secteur prédéterminé, d'au moins un quart de tour. Ceci permet de réaliser un déversement précis des substances tout en réduisant le nombre de manoeuvres nécessaires pour positionner le malaxeur. Selon un mode de réalisation avantageux, des moyens de déversement articulés permettent d'obstruer ou de libérer ladite ouverture. Lesdits moyens de déversement coopèrent préférentiellement avec un conduit de goulotte. Selon un autre aspect avantageux, ledit axe vertical dudit récipient est confondu avec l'axe de rotation principal des moyens d'entraînement desdits moyens de mélange. Ceci permet une mise en oeuvre simple et efficace. Selon une caractéristique préférentielle, ledit récipient est soutenu par un rond d'avant-train. Selon différentes variantes de l'invention, le dispositif d'entraînement mécanique du pivotement dudit récipient comprend au moins un des éléments parmi les mécanismes à crémaillère circulaire et pignon, les chaînes, les courroies crantées, les vérins, les courroies à entraînement par friction. .. Selon un autre aspect préférentiel, des moyens de commande déportés actionnent le pivotement dudit récipient et/ou lesdits moyens de déversement. Préférentiellement, un tel dispositif met en oeuvre des moyens de mélange comprenant au moins l'un des éléments suivants: une pale; - un auget; une vis; une vrille; un godet; une dent; une bande. Bien sûr les différents aspects mentionnés ci-dessus peuvent être combinés et/ou adaptés. L'invention concerne également les véhicules, tels que les quads, les téléchargeurs ou les tracteurs comprenant au moins un dispositif de mélange de 10 substance(s) tel que décrit ci-dessus. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non lirnitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 présente une vue en perspective d'un dispositif de mélange selon l'invention; la figure 2 illustre dans une vue écorchée un premier mode de réalisation des moyens de mélange ou système de malaxage de l'invention; les figures 3A et 3B présentent, suivant respectivement une vue éclaté et une vue en perspective, le détail du système de rotation de la cuve du malaxeur selon le premier mode de réalisation de l'invention; La figure 4 illustre un second mode de réalisation de l'invention; La figure 5 présente deux positions prises par la trappe de vidange dans un 25 exemple de mise en oeuvre du premier mode de réalisation de l'invention. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre de moyens de pivotement de la cuve, afin de faire varier la position de la trappe de vidange sans déplacer le malaxeur. Cette solution est simple et efficace, permet 2890318 6 d'associer une commande déportée au dispositif et par conséquent de fournir un malaxeur utilisable par un individu seul. A cet effet, les inventeurs ont identifié qu'il était nécessaire que le mécanisme d'entraînement de la cuve, permettant le pivotement, comporte un axe de rotation qui soit identique à l'axe de rotation principal des moyens de mélange. Le premier mode de réalisation, décrit par la suite, concerne un malaxeur à axe vertical dont un exemple est illustré par la vue en perspective de la figure 1. La cuve 12 du malaxeur 11 est montée sur un châssis 13 posé et fixée sur le train arrière d'un tracteur ou d'un autre véhicule, non représenté sur la figure 1. Par exemple, le châssis comporte un système connu de fixation par trois points à l'attelage du véhicule. La puissance mécanique motrice du malaxeur 11 est disponible à l'extrémité du bras de force 14 du tracteur. Une grille de protection et de tamisage 15 recouvre la cuve du malaxeur, et un arceau pare godet 16 permet de protéger le malaxeur et en particulier la grille de protection, lors des opérations de chargement des substances dans la cuve au moyen d'un godet. La figure 2 illustre, dans une vue écorchée, les éléments principaux du système de mélange ou d'agitation, non visible sur la figure 1, et en particulier le mécanisme de rotation des moyens de mélange. Les moyens de mélange 211, 212 répartis régulièrement autour de l'axe 22 sont constitués de bras 231, 232, réalisés à partir de bandes assemblées mécaniquement pour former un profil en S et de pales 241. Les bras sont boulonnés sur des traverses 25,, 252 disposés suivant un rayon de la cuve 12 et solidaires d'un arbre 26 en rotation suivant l'a)se 22. Les moyens de mélange peuvent également comprendre de:; augets, des vis, des vrilles, des godets, des dents ou des bandes. Un boîtier de renvoi d'angle 27, comprenant des pignons coniques, permet de transmettre la puissance mécanique du bras de force 14 à l'arbre. Les figures 3A et 3B illustrent le détail des éléments constitutifs du malaxeur, respectivement dans une vue éclatée et dans une vue en perspective par dessous. La trappe de vidange 31 de la cuve 12, dont la forme est sensiblement celle d'une demi-plaque circulaire, pivote dans un plan horizontal autour d'un axe 32 pour libérer ou obstruer une ouverture 33 dans le fond de la cuve. La rotation de la trappe de vidange est commandée au moyen d'un moteur entraînant une roue dentée 341, d'axe 342, qui engrène une couronne dentée périphérique 35 solidaire de la trappe de vidange. Le contenu de la cuve se déverse par gravité dans la goulotte inclinée 36. Cette goulotte peut être équipée d'une rallonge pour augmenter la distance entre le point de déversement et le châssis du malaxeur. La rotation de la cuve par rapport au châssis sur un tour complet est rendue possible par l'intermédiaire d'un rond d'avant train 37, d'axe confondu avec l'axe 22 commun à la cuve et aux moyens de mélange. Le mécanisme d'orientation de la cuve comprend une crémaillère circulaire 38, solidaire de la cuve 12, et mise en mouvement par an pignon 39 monté sur l'arbre d'un moteur hydraulique 310 fixé au châssis 13. L'ensemble pignon 39 et moteur hydraulique 310, placé dans ce mode de réalisation suivant l'axe de la flèche, peut être installé suivant toute autre orientation, pans sortir du cadre de l'invention. Dans un second mode de réalisation de l'invention, illustré par la figure 4, le pivotement de la cuve s'effectue au moyen d'une chaîne 41 et/ou d'une courroie crantée entraînée par un pignon 42, solidaire d'un arbre moteur 310, qui agit directement sur le rond d'avant train 37. L'entraînement du rond d'avant train peut s'effectuer par prise directe ou par friction. Dans une autre variante de l'invention, l'ensemble pignon et crémaillère peut être remplacé par une chaîne dont la tension peut varier au moyen d'un ou d'une pluralité de vérins hydrauliques entraînant le rond d'avant train, Le moteur 310 utilise la pression du circuit hydraulique disponible à l'arrière du tracteur tout comme les moyens d'ouverture hydraulique de la trappe de vidange. Dans une autre variante de l'invention, où le malaxeur est monté sur le train d'un quad, un groupe thermo-hydraulique délivre la pression nécessaire au fonctionnement du moteur 310. 2890318 8 Les commandes des moyens de mélange et du mécanisme de pivotement de la cuve sont indépendantes. L'utilisateur peut ainsi faire pivoter la cuve pour venir positionner la trappe de vidange, sans interrompre l'opération de mélange ou d'agitation. L'utilisateur peut également faire varier le sens de pivotement de la cuve. Deux exemples de positions 51, 52, diamétralement opposées, prises par la trappe de vidange autour de sa position moyenne, correspondant à la position arrière, sont illustrées par des zones hachurées sur la figure 5. Il est également possible d'effectuer un déversement d'épaisseur homogène suivant une ligne en arc de cercle. Un boîtier de commande, situé dans la cabine du tracteur ou du téléchargeur permet à l'utilisateur du malaxeur de commander à distance l'ensemble des fonctions de mise en rotation des moyens de mélange, d'ouverture de la trappe de vidange et de pivotement de la cuve. Selon encore d'autres variantes de l'invention, des étais de renforts dépliables sont prévues pour soutenir le châssis 13, et/ou le malaxeur est pourvu de godets pour charger les substances mélangées, et/ou la source d'énergie motrice du mécanisme de pivotement de la cuve et/ou de commande de la trappe de vidange est pneumatique. En outre l'invention ne se limite pas à être utilisé avec les véhicules comportant une prise de force, mais peut être mise en ceuvre plus généralement avec tout type de véhicule équipé ou accompagné d'un groupe ou d'un équipement de puissance. 2890318 9 REVENDICATIONS 1. Dispositif de mélange de substances comprenant un récipient porté par une structure mobile, à l'intérieur duquel des moyens de mélange remuent lesdites substances, caractérisé en ce que ledit récipient comprend une ouverture de déchargement définie dans le fond et/ou une partie inférieure de la paroi dudit récipient, et en ce qu'il est monté pivotant par rapport à ladite structure, autour d'un axe sensiblement vertical, de façon à pouvoir déplacer ladite ouverture de déchargement sans déplacer ladite structure mobile. 2. Dispositif de mélange de substances selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit récipient pivote autour dudit axe sensiblement vertical sur un secteur angulaire prédéterminé, d'au moins un quart de tour. 3. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déversement articulés permettant d'obstruer ou de libérer ladite ouverture. 4. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de déversement coopèrent avec un conduit de goulotte. 5. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit axe sensiblement vertical dudit récipient est confondu avec l'axe de rotation principal de moyens d'entraînement desdits moyens de mélange. 6. Dispositif de mélange de substances selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit récipient est soutenu par un rond d'avant train. 7. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement mécanique du pivctement dudit récipient comprend au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant: - les mécanismes à crémaillère circulaire et pignon; - les chaînes; les courroies crantées; - les vérins les courroies à entraînement par friction. 8. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande déportés pour actionner le pivotement dudit récipient et/ou lesdits moyens de déversement. 9. Dispositif de mélange de substances selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de mélange comprennent des éléments appartenant au groupe comprenant au moins: - les pales; les augets les vis; les vrilles les godets - les dents; les bandes. 10. Train de véhicule tel qu'un quad, un téléchargeur, ou un tracteur, comprenant ou portant au moins un dispositif de mélange de substances comprenant un récipient, à l'intérieur duquel des moyens de mélange remuent lesdites substances, caractérisé en ce que ledit récipient comprend une ouverture de déchargement définie dans le fond et/ou une partie inférieure de la paroi dudit récipient, et en ce qu'il est monté pivotant par rapport à ladite structure, autour d'un axe sensiblement vertical, de façon à pouvoir déplacer ladite ouverture de déchargement sans déplacer ladite structure mobile.