Brevet FR2938726A1 — publié le 20100528

OTICO27.FRD Ensemble de roue, notamment pour rouleaux de machines agricoles L'invention se rapporte au domaine des machines agricoles et analogues. Elle concerne plus particulièrement un ensemble de roue 10 destiné notamment aux rouleaux de machines agricoles. Les rouleaux de machines agricoles sont classiquement combinés à divers outils ou machines, comme des outils de travail du sol, des semoirs, etc. Le plus souvent une telle 15 machine comprend une combinaison d'outils portée à l'arrière d'un tracteur et suivie par un rouleau. Le rouleau sert notamment à ré-appuyer la terre qui a été préalablement travaillée par les outils et à régler la profondeur de travail des outils. 20 Il existe de nombreux types de rouleaux qui vont du rouleau traditionnel constitué d'un cylindre métallique jusqu'aux rouleaux plus récents qui comprennent des éléments annulaires souples, tels que des pneumatiques ou analogues, 25 enfilés sur un tube monté rotatif autour d'un axe. Il peut s'agir, par exemple, de pneumatiques de type semicreux comme enseigné par la publication FR-A-2763279 au nom de la demanderesse. Ces pneumatiques de type semi-creux sont enfilés directement autour du tube et ne sont pas gonflés, ce qui leur confère une certaine souplesse. Ils ont généralement 1 30 un profil en dôme ce qui permet de créer des sillons dans le sol, par exemple pour y semer des graines au moyen d'un semoir disposé à l'arrière du rouleau. Ces rouleaux donnent satisfaction mais ils ont pour inconvénient d'être relativement lourds, ce qui nécessite des tracteurs de grande puissance en particulier lorsque le rouleau fait partie d'une machine semi-portée qui doit être relevée à l'arrière du tracteur lorsque ce dernier tracteur opère des manoeuvres de retournement ou circule sur route. A titre d'exemple, le poids d'un rouleau équipé de pneumatiques de type semi-creux est au minimum de 350 kg pour une largeur de 3 m et un diamètre des pneumatiques de 550 à 600 mm. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un ensemble de roue propre à être enfilé autour d'un tube pour constituer un rouleau. Cet ensemble de roue comprend un bandage généralement plein, de profil choisi, maintenu à l'écart du tube en étant serré entre deux entretoises enfilées autour du tube, le bandage comportant une partie annulaire de retenue conçue pour être maintenue serrée entre les deux entretoises, un siège annulaire prolongeant la partie de retenue et conçu pour prendre appui sur la périphérie des deux entretoises, une bande de roulement et deux flancs annulaires reliant le siège à la bande de roulement, des raidisseurs étant formés sur les flancs pour augmenter la raideur du bandage dans une direction généralement parallèle à l'axe du tube, tout en lui conférant une souplesse dans une direction généralement perpendiculaire à l'axe du tube. Ainsi, le bandage est maintenu espacé du tube par une paire d'entretoises enfilées autour de ce tube central, qui jouent le rôle d'organes de support et d'espacement pour ce bandage. On peut ainsi disposer une pluralité d'ensembles de roue adjacents les uns aux autres pour constituer un rouleau. Du fait que les bandages sont espacés du tube et qu'ils comportent des raidisseurs sur leurs flancs, il est possible, à diamètre extérieur égal, de monter ces bandages sur un tube de diamètre plus petit que dans le cas d'un tube sur lequel sont montés directement des pneumatiques semi-creux. Il en résulte un gain de poids significatif du fait que le tube, habituellement réalisé en acier, possède un poids plus faible que dans le cas des rouleaux antérieurs équipés de pneumatiques semi-creux. Comme les bandages possèdent une raideur axiale ou transversale, et une souplesse dans la direction perpendiculaire à l'axe du tube, c'est-à-dire généralement dans la direction verticale, ils jouent un rôle analogue à celui des pneumatiques semi-creux. Le gain de poids ainsi réalisé sur un rouleau équipé d'ensembles de roue selon l'invention peut être de l'ordre de 25 à 30 % par rapport à un rouleau de la technique antérieure. Ainsi, pour une largeur de 3 m et un diamètre extérieur de 550 à 600 mm, le poids du rouleau peut être aussi bas que 250 kg. Les raidisseurs jouent un rôle essentiel puisqu'ils contribuent à augmenter la raideur axiale des bandages, ce qui empêche de les déformer dans la direction axiale et d'interférer notamment avec des racleurs disposés entre les bandages pour assurer l'élimination de la terre et autres matériaux. Ils contribuent aussi à la souplesse du bandage et à alléger son poids. Sous un autre aspect, l'invention concerne un rouleau comprenant une pluralité d'ensembles de roue tels que définis précédemment, ces ensembles étant enfilés autour d'un tube et maintenus serrés dans la direction axiale du tube par des flasques d'extrémité fixés aux extrémités respectives du tube et portant chacun un bout d'arbre. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un 25 rouleau équipé de plusieurs ensembles de roue, la coupe étant prise suivant la ligne I-I de la figure 2 ; - la figure 2 est une vue d'extrémité du rouleau de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale et en perspective du rouleau de la figure 1 ; 30 - la figure 4 est une vue partielle en perspective du tube du rouleau des figures 1 et 3 ; - les figures 5, 6 et 7 sont des vues analogues en perspective et en coupe d'un bandage comportant des raidisseurs en forme de X, et dans lesquelles la bande de roulement du bandage présente une largeur axiale qui est respectivement supérieure, égale ou inférieure à la largeur du siège du bandage ; - les figures 8A et 8B sont deux vues en perspective et en coupe d'un bandage dans une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les raidisseurs ont la forme de segments incurvés et dans laquelle le bandage comporte une pluralité de cavités traversantes qui débouchent sur les deux flancs entre les raidisseurs ; - les figures 9A et 9B sont deux vues en perspective et en coupe d'une autre forme de réalisation dans laquelle le bandage comprend un corps massif entouré d'une partie creuse, les raidisseurs ayant la forme de segments incurvés comme dans les figures 8A et 8B ; - la figure 10 est une vue en perspective et en coupe d'un 25 bandage dans lequel les raidisseurs ont la forme de segments radiaux ; - la figure 11 est une vue analogue à la figure 10 dans une variante de réalisation où le bandage comporte en plus une 30 partie annulaire creuse analogue à celle de la figure 9A ; - la figure 12 est une vue en perspective et en coupe d'un bandage selon une autre forme de réalisation dans laquelle le bandage est un corps massif et comprend des raidisseurs en forme de segments incurvés ; - la figure 13 est une vue analogue à la figure 12 dans une 5 variante de réalisation où le bandage comporte une partie annulaire creuse ; - la figure 14 est une vue en perspective et en coupe d'un bandage dans une autre forme de réalisation de l'invention 10 dans lequel les raidisseurs ont la forme d'un X et le bandage comporte une partie annulaire creuse ; - la figure 15 est une vue analogue à la figure 14 dans lequel le corps massif ne comprend pas de partie annulaire 15 creuse ; - les figures 16A et 16B sont deux vues en perspective d'une entretoise présentant une forme généralement tronconique ; - les figures 17A et 17B sont des vues analogues aux figures 16A et 16B dans une variante où les entretoises ont une forme généralement cylindrique ; et 25 - la figure 18 est une vue analogue à la figure 1 dans une variante de réalisation où le rouleau est équipé d'entretoises analogues à celles des figures 17A et 17B. La figure 1 représente une pluralité d'ensembles de roue 10 30 selon l'invention enfilés autour d'un tube 12 d'axe XX pour constituer un rouleau 14 destiné à des machines agricoles. Chaque ensemble de roue 10 comprend un bandage 16 généralement plein, de profil choisi, maintenu à l'écart du 20 tube 12 en étant serré entre deux entretoises 18 enfilées autour du tube. Les bandages 16 situés aux extrémités du tube 12 sont maintenus entre une entretoise 18 et un flasque d'extrémité, qui sera décrit plus loin. Ainsi, deux entretoises 18 jouent le rôle d'organes de support et d'espacement pour maintenir le bandage 16 espacé du tube 12, ce qui permet d'utiliser un tube ayant un diamètre extérieur Dl nettement inférieur au diamètre extérieur D2 des bandages, comparativement à ce qui a été fait antérieurement avec des rouleaux équipés de pneumatiques semi-creux. Ceci permet par conséquent d'utiliser un tube de diamètre extérieur beaucoup plus faible et donc de diminuer significativement le poids de ce tube qui est réalisé en acier. Comme on le voit plus particulièrement sur la coupe de la figure 3, chacun des bandages 16 comporte, du côté intérieur, une partie annulaire de retenue 20 conçue pour être maintenue serrée entre les deux entretoises 18. La partie annulaire de retenue 20 qui présente une section transversal allant en s'évasant dans la direction radiale intérieure, c'est-à-dire en direction de l'axe XX, ce qui contribue à son maintien entre les deus entretoises 18. Cette partie annulaire de retenue 20 est prolongée par un siège annulaire 22, de largeur axiale plus grande, conçu pour prendre appui sur la périphérie des deux entretoises. La partie de retenue 20 et le siège 22 ont conjointement une section transversale en forme de T. Le bandage 16 comporte extérieurement une bande de roulement 24 et deux flancs annulaires 26 qui relient le siège annulaire 22 à la bande de roulement 26. Des raidisseurs 28, dans l'exemple en forme de X, sont formés intégralement avec les flancs 26 et s'étendent entre le siège annulaire 22 et des épaules 30 de la bande de roulement. Ces raidisseurs sont formés des deux côtés du bandage, c'est-à-dire sur les deux flancs. Ils ont pour principale fonction d'augmenter la raideur du bandage dans une direction généralement parallèle à l'axe XX du tube, tout en conférant au bandage une souplesse dans une direction généralement perpendiculaire à l'axe du tube, c'est-à-dire dans une direction généralement verticale lorsque le rouleau roule sur le sol. Par ailleurs, ces raidisseurs permettent de diminuer le poids du bandage en créant des évidements partiels sur les flancs. Le bandage 16 comprend un corps massif formé d'au moins une matière du type élastique, comme par exemple un caoutchouc naturel ou synthétique, ou encore d'autres matériaux comme des polyuréthannes, etc. Le corps massif du bandage présente une dureté avantageusement comprise entre 50 et 80 Shore. Le bandage 16 est avantageusement renforcé par un ou plusieurs renforts annulaires, ici un renfort 32 dans la région de la partie de retenue 20, un renfort 34 dans une partie intermédiaire du profil et un renfort 36 dans la bande de roulement 24. Ces renforts peuvent être réalisés sous la forme d'anneaux ou de câbles métalliques noyés dans la matière du corps du bandage. Toutefois, la présence de tels renforts est facultative et il est possible dans certains cas de réaliser des bandages sans renforts. Comme on le voit sur les figures 1 à 3, la bande de roulement 26 comporte avantageusement des reliefs, ici des crampons 38 formés en saillie. Toutefois, en variante, la surface de roulement pourrait être réalisée lisse ou bien incorporer d'autres types de reliefs, comme des reliefs négatifs. Comme les bandages ont une raideur axiale, ils ne se déforment pratiquement pas dans la direction axiale et, par conséquent, ne risquent pas d'interférer avec la présence éventuelle de racleurs (non représentés) disposés entre les bandages pour assurer l'élimination de la terre ou autres matériaux susceptibles de se coincer entre les bandages. Comme on le voit sur les figures 1 à 3, le rouleau 14 comprend en outre des flasques d'extrémité 40 fixés aux extrémités respectives du tube 12 et portant chacun un bout d'arbre 42 monté rotatif. Ces deux flasques contribuent à maintenir serrés dans la direction axiale du tube, les ensembles de roues 10 enfilées autour du tube central. Ils remplacent chacun une entretoise pour les deux bandages d'extrémité. Chaque flasque d'extrémité 40 est vissé sur des butées 44 (figures 1 et 4) soudées à l'intérieur du tube à proximité des extrémités respectives du tube. Dans l'exemple trois butées 44 sont prévues et la fixation s'effectue par trois vis 45 (figure 1). Chacune des butées 44 comprend un trou 46 fileté intérieurement qui permet de recevoir une vis 45 introduite au travers de l'épaisseur d'un flasque d'extrémité. Le flasque d'extrémité a une forme étagée pour lui permettre de s'encastrer en partie à l'intérieur du tube et il comporte une partie extérieure 48 qui vient appuyer sur un bandage d'extrémité. Ainsi, les bandages 16 situés aux extrémités respectives du tube sont maintenus chacun par un flasque d'extrémité 40 et par une entretoise 18. On se réfère maintenant à la figure 5 qui représente un bandage 16 analogue à ceux des figures 1 à 3, mais représenté seul, Ce bandage présente une hauteur H, comme définie par la distance radiale du siège 22 au sommet de la bande de roulement 24 et une largeur L, comme définie par la largeur axiale au niveau du siège 22. Le rapport H/L est supérieur à 1 et avantageusement compris entre 1 et 3, et de préférence voisin de 2. Ceci permet de conférer au bandage un profil allongé dans la direction perpendiculaire à l'axe, c'est-à-dire dans la direction radiale, et donc d'obtenir un diamètre plus important du bandage avec un corps plus étroit. Les raidisseurs 28 permettent d'accroître la raideur du bandage 16 dans la direction axiale, tout en augmentant sa flexibilité dans la direction perpendiculaire, c'est-à-dire dans la direction verticale d'utilisation. Par ailleurs, la bande de roulement présente une largeur L' dans la direction axiale. Dans le cas de la figure 5, la 20 largeur L' est supérieure à la largeur L du siège 22. La figure 6 montre un bandage analogue à celui de la figure 5, sauf que la largeur L' est sensiblement égale à la largeur L du siège 22. La figure 7 montre un bandage analogue, mais dans lequel la largeur L' est inférieure à la largeur L du siège 22. Les figures 8A et 8B montrent un autre bandage 16 analogue, 30 dans lequel les raidisseurs 48 ont une forme incurvée dans une direction sensiblement radiale. Ces raidisseurs relient le siège 22 aux épaules 30 de la bande de roulement. Les 25 raidisseurs sont reliés entre eux par une couronne 50 coaxiale avec le siège 22 et les épaules 30. Dans cette forme de réalisation, le bandage 16 comprend un corps massif avec une pluralité de cavités traversantes 52 qui débouchent sur les deux flancs 26 entre les raidisseurs 48. Les cavités traversantes permettent d'alléger le poids du bandage tout en lui conservant ses caractéristiques de raideur et de souplesse. Il est bien évident que ces cavités traversantes pourraient être réalisées avec d'autres types de raidisseurs, en particulier avec des raidisseurs en forme de X, ou avec des raidisseurs en forme de segments radiaux comme décrit plus loin. Les figures 9A et 9B montrent un bandage analogue à celui des figures 8A et 8B, mais sans cavité creuse 52. En revanche, le corps massif du bandage est entouré d'une partie annulaire creuse 54 comportant une cavité annulaire 56 de forme généralement torique. Dans l'exemple, le corps du bandage ne comporte que deux renforts 32 et 34 analogues à ceux décrits plus haut. Le bandage des figures 9A et 9B peut être réalisé à partir d'une seule matière ou de préférence à partir de deux matières. Par exemple, le corps massif peut être réalisé en une matière dure ayant une dureté comprise entre 50 et 80 Shore, tandis que la partie creuse 54 est réalisée à partir d'une matière plus souple ayant par exemple une dureté comprise entre 45 et 50 Shore. La figure 10 montre un bandage analogue à celui des figures 1 à 3, c'est-à-dire comportant un corps massif incorporant trois renforts 32, 34 et 36. La différence principale résulte ici dans le fait que les raidisseurs ont la forme de segments radiaux 58 formés dans les flancs et reliant chacun le siège 22 à une épaule 30 de la bande de roulement. La figure 11 montre un bandage analogue à celui de la figure 10, sauf que le corps massif de ce dernier est entouré d'une cavité creuse 54 analogue à celle de la figure 9A et comportant une cavité annulaire 56. Ici également, le corps massif n'incorpore que deux renforts 32 et 34. La figure 12 montre un bandage analogue à celui de la figure 10, sauf qu'il comporte des raidisseurs 48 en forme de segments incurvés et une couronne 50 comme dans le cas des figures 9A et 9B. Le corps massif incorpore trois renforts 32, 34 et 36. La figure 13 montre un bandage analogue à celui de la figure 12, sauf que le corps massif est entouré d'une partie creuse 54 analogue à celle des figures 9A et 11 et comportant une cavité annulaire 56. La figure 14 représente un bandage analogue à ceux des figures 1 à 3 mais dans lequel le corps massif est entouré d'une partie creuse 54 analogue à celle décrite précédemment. La figure 15 montre à nouveau un bandage analogue à celui 30 des figures 1 à 3, avec un corps complètement massif. La fabrication des bandages s'effectue par des procédés classiques par compression ou injection dans un moule. Les figures 16A et 16B montrent deux vues différentes d'une entretoise 18 analogue à celle des figures 1 et 3. Cette entretoise comporte une paroi 60 de forme générale tronconique raccordée à une paroi cylindrique 62 propre à être enfilée autour du tube central. Ces deux parois sont raccordées entre elle pour former une face annulaire 64 constituant une base circulaire. Entre les parois 60 et 62, sont disposées un certain de cloisons radiales 66, ce qui permet de réaliser une structure creuse évidée donc de poids allégé. Les parois 60 et 62 se terminent respectivement par des faces annulaires 68 et 70 qui, conjointement, forment une base opposée. On comprendra que lorsque deux entretoises sont disposées de part et d'autre d'un bandage, les faces annulaires 70 viennent serrer entre elles la partie annulaire de retenue 20 du bandage. Lorsque plusieurs ensembles de roues sont disposés les uns à la suite des autres, la paroi annulaire 64 d'une entretoise vient en appui contre la paroi annulaire analogue d'une entretoise adjacente. Ainsi, la base circulaire d'une entretoise vient en appui contre une base circulaire homologue d'une entretoise adjacente. L'entretoise 18 peut être réalisée en métal ou en matière plastique, par exemple, en polyamide 6.6 chargé. Les figures 17A et 17B montrent une autre entretoise 118 comprenant une paroi cylindrique extérieure 72 et une paroi cylindrique intérieure 74 reliées entre elles par des cloisons radiales 76. L'entretoise des figures 17A et 17B possèdent également deux bases opposées dont l'une est destinée à venir enserrer un bandage et l'autre à venir en appui contre une entretoise analogue. La figure 18 montre un rouleau analogue à celui de la figure 1 et dans lequel les entretoises 18 sont remplacées par des entretoises 118 analogues à celles des figures 17A et 17B. En ce cas, deux entretoises peuvent être réunies ensemble pour former une entretoise annulaire de largeur double. L'invention trouve une application préférentielle aux rouleaux pour machines agricoles ou analogues.10 Revendications1. Ensemble de roue propre à être enfilé autour d'un tube 5 (12) pour constituer un rouleau (14), caractérisé en ce que l'ensemble de roue (10) comprend un bandage (16) généralement plein, de profil choisi, maintenu à l'écart du tube (12) en étant serré entre deux 10 entretoises (18 ; 118) enfilées autour du tube (12), le bandage (16) comportant une partie annulaire de retenue (20) conçue pour être maintenue serrée entre les deux entretoises, un siège annulaire (22) prolongeant la partie annulaire de retenue (20) et conçu pour prendre appui sur 15 la périphérie des deux entretoises (18 ; 118), une bande de roulement (24) et deux flancs annulaires (26) reliant le siège à la bande de roulement, des raidisseurs (28 ; 48 ; 58) étant formés sur les flancs pour augmenter la raideur du bandage (16) dans une direction généralement parallèle à 20 l'axe (XX) du tube (12) tout en conférant au bandage une souplesse dans une direction généralement perpendiculaire à l'axe (XX) du tube (12). 2. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé 25 en ce que le bandage présente une hauteur (H), comme définie par la distance radiale du siège annulaire (22) au sommet de la bande de roulement (24), et une largeur (L), comme définie par la largeur axiale au niveau du siège annulaire (22), telles que le rapport H/L est supérieur à 30 1. 15 3. Ensemble de roue selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rapport H/L est compris entre 1 et 3, de préférence voisin de 2. 4. Ensemble de roue selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la bande de roulement (24) présente une largeur (L') dans la direction axiale qui est supérieure à la largeur (L) du siège annulaire (22). 5. Ensemble de roue selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la bande de roulement (24) présente une largeur (L') dans la direction axiale qui est sensiblement égale à la largeur (L) du siège annulaire (22). 6. Ensemble de roue selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la bande de roulement (24) présente une largeur (L') dans la direction axiale qui est inférieure à la largeur (L) du siège annulaire (22). 7. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bandage (16) comprend un corps massif. 25 8. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bandage (16) comprend un corps massif entouré d'une partie annulaire creuse (44). 9. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 8, 30 caractérisé en ce que les raidisseurs (28 ; 48 ; 58) sont formés intégralement avec les flancs (26) et s'étendent entre le siège annulaire (22) et les épaules (30) de la bande de roulement (24).20 10. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les raidisseurs (28) ont généralement la forme d'un X. 11. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les raidisseurs (58) ont généralement la forme de segments radiaux. 10 12. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les raidisseurs (48) ont généralement la forme de segments incurvés s'étendant dans une direction sensiblement radiale. 15 13. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le bandage (16) comporte une pluralité de cavités traversantes (52) qui débouchent sur les deux flancs (26) entre les raidisseurs (28 ; 48 ; 58). 20 14. Ensemble de roue selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les entretoises (18 ; 118) ont une forme sensiblement tronconique ou cylindrique délimitée par une première base circulaire propre à prendre appui contre un bandage (16) et une seconde base circulaire opposée, 25 propre à prendre appui contre une seconde base circulaire homologue d'une entretoise adjacente. 15. Rouleau comprenant une pluralité d'ensembles de roue (10) selon l'une des revendications 1 à 14, enfilés autour 30 d'un tube (12) et maintenus serrés dans la direction axiale du tube par des flasques d'extrémité (40) fixés aux extrémités respectives du tube (12) et portant chacun un bout d'arbre (42).5 16. Rouleau selon la revendication 15, caractérisé en ce que chaque flasque d'extrémité (40) est vissé sur des butées (44) soudées à l'intérieur du tube (12) à proximité 5 des extrémités respectives du tube (12).