Brevet FR2946494A1 — publié le 20101217

Dispositif de hachage de paille végétale, notamment de paille de chanvre, pour une machine agricole de récolte L'invention concerne un dispositif de hachage de paille végétale, notamment de paille de chanvre, pour une machine agricole. La récolte de certains produits végétaux sous forme de tiges destinées à être coupées en vue de fournir des brins de paille, est usuellement réalisée au moyen de machines agricoles comportant principalement : - une tête de récolte adaptée pour faucher les tiges, - un dispositif de hachage comprenant, montés respectivement sur un stator et un rotor destiné à être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation, des organes de coupe adaptés pour cisailler la paille végétale en brins de longueur prédéterminée, - et un convoyeur d'alimentation du dispositif de hachage en 15 tiges coupées, adapté pour délivrer un flux de tiges coupées orthogonal à l'axe de rotation du rotor dudit dispositif de hachage. Actuellement, ces machines agricoles, telles que les ensileuses, comportent un dispositif de hachage conçu de façon que les tiges soient hachées en brins de faible longueur de l'ordre de quelques dizaines de 20 millimètres. Or, concernant les produits végétaux, tels que notamment le chanvre, destinés à être utilisés dans une filière industrielle, il a été constaté qu'il s'avérait préférable de hacher la paille en brins d'une longueur de plusieurs dizaines de centimètres (20 à 60 cm par exemple), supérieure à la longueur des 25 brins de paille actuels. Une telle longueur de brins est, en effet, requise pour permettre de presser la paille sous forme de bottes carrées qui s'avèrent beaucoup plus économiques, en termes de transport et de stockage, que les bottes cylindriques. En outre, au contraire des bottes cylindriques, ces bottes 30 carrées ne nécessitent pas d'être divisées en début de ligne de traitement, de sorte qu'une nouvelle économie substantielle est également réalisée lors de cette étape industrielle. De plus, de telles longueurs sont requises pour la réalisation de certains produits industriels, notamment dans le domaine de la construction. Au vu de ces intérêts économiques, de nombreuses modifications des dispositifs de hachage des machines agricoles de récolte actuelles ont été testées. Toutefois, aucune solution n'a permis d'obtenir un dispositif de hachage apte à hacher, avec un rendement satisfaisant, des produits végétaux sous forme de tiges en brins d'une longueur de plusieurs dizaines de centimètres (20 à 60 cm par exemple). La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour premier objectif de fournir un dispositif de hachage pour machine agricole apte à hacher de la paille végétale telle que de la paille de chanvre en brins d'une longueur de plusieurs dizaines de centimètres (20 à 60 cm par exemple). Un autre objectif de l'invention est de fournir un rotor de hachage présentant un parfait fonctionnement mécanique résultant d'un bon équilibrage des masses. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de hachage conduisant à la formation d'un andain régulier. À cet effet, l'invention vise un dispositif de hachage de paille végétale, notamment de paille de chanvre, pour une machine agricole de récolte, dont les organes de coupe montés sur le rotor consistent en deux lames de coupe de longueur L1 et L2, d'une part, s'étendant à partir d'un plan médian transversal orthogonal à l'axe de rotation (x) dudit rotor, respectivement de part et d'autre dudit plan médian, et d'autre part, décalées d'une valeur angulaire au moins sensiblement égale à 180° relativement à l'axe de rotation (x). Un tel dispositif de hachage dont le rotor est doté, selon l'invention, de deux � demi-lames � décalées de 180° l'une par rapport à l'autre, s'est avéré capable de hacher de la paille de chanvre fauchée avec une cadence de récolte élevée, en brins de paille d'une longueur sensiblement comprise entre 20 cm et 60 cm, notamment particulièrement adaptée pour le pressage de ces brins en bottes de paille carrées. De plus, les deux coupes réalisées lors de chaque rotation du rotor (une coupe par chaque lame de coupe) conduisent à l'obtention d'un flux de brins de paille sensiblement continu, et permettent ainsi de former un andain régulier facilitant les opérations suivantes d'andainage et de pressage, lorsque la machine agricole est conçue pour déposer le flux de brins de paille sur le sol en sortie du dispositif de hachage. Il est à noter, en outre, que ces performances sont avantageusement obtenues, selon l'invention, en utilisant des moyens d'entraînement du rotor très économiques en termes de consommation, adaptés pour conférer au dit rotor une vitesse de rotation sensiblement comprise entre 200 t/mn et 300 t/mn. À des fins de simplicité de fabrication, le rotor comprend deux flasques latéraux et un flasque central s'étendant selon le plan médian, et des organes support de chaque lame de coupe s'étendant entre un des flasques latéraux et le flasque central et comportant une plaque support de fixation amovible de ladite lame de coupe, solidarisée à un flasque latéral et au flasque central. Selon ce mode de construction, et en vue d'améliorer l'équilibrage des masses, les deux lames de coupe présentent avantageusement une même longueur L1 = L2, et sont portées par des organes support identiques décalés d'une valeur angulaire au moins sensiblement égale à 180° relativement à l'axe de rotation. De plus, dans le même but de parfaire l'équilibrage des masses, chaque flasque latéral comporte avantageusement, de part et d'autre d'un axe diamétral, deux zones de poids différents adaptées pour compenser le déséquilibre de masse conféré par la présence d'une lame de coupe entre ledit flasque latéral et le flasque central. Ainsi, de façon avantageuse, chaque flasque latéral comporte une première zone de moindre poids obtenue par un évidement de matière, et une seconde zone de poids supérieur obtenue par apport de matière. Par ailleurs, afin de supprimer les zones � mortes � concernant la coupe, le flasque central comporte avantageusement deux échancrures diamétralement opposées positionnées chacune en regard d'une des deux lames de coupe, les dites lames de coupe présentant une longueur L1, L2 adaptée pour s'étendre dans une échancrure, sur une distance au moins égale à la demi épaisseur du flasque central. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le rotor comporte un arbre central coaxial avec l'axe de rotation (x), sur lequel sont solidarisés les flasques latéraux et le flasque central. Une telle conception conduit à réduire de façon optimale l'encombrement radial de l'âme centrale du rotor, et à offrir ainsi un dégagement le plus profond possible permettant la pénétration de la paille en aval des lames de coupe et favorisant l'augmentation de la longueur des brins de paille hachés. De plus, en vue de permettre un montage et un démontage aisés du rotor, l'arbre central de ce dernier consiste avantageusement en un profilé tubulaire apte à loger un arbre rotatif, ledit rotor étant, en outre, alors doté de moyens de blocage relatif en translation et en rotation desdits arbres central et rotatif. Selon ce mode de construction avec un arbre central, les organes support des lames de coupe du rotor comportent, en outre, avantageusement des organes de soutien reliant la plaque support de la lame de coupe et l'arbre central, constituant des éléments de structure garantissant la résistance mécanique des plaques support des lames. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 est une coupe longitudinale par un plan vertical A 20 de la figure 3 d'un dispositif de hachage selon l'invention, sur laquelle est en outre représentée, en trais pointillés, l'empreinte de l'extrémité de la seconde lame de coupe du rotor de ce dispositif de hachage, - la figure 2 est une vue en perspective du rotor de ce dispositif de hachage sur laquelle est représentée une bride de fixation de ce 25 rotor, - et la figure 3 est une vue de dessus du rotor de ce dispositif de hachage. Le dispositif de hachage selon l'invention représenté à titre d'exemple à la figure 1 est destiné à équiper une machine agricole de récolte d'un 30 produit végétal tel que du chanvre. Ce dispositif de hachage comprend, en premier lieu, un carter 1 doté de deux parois latérales telles que 2 par rapport auxquelles est monté un arbre rotatif 3 d'axe de rotation (x), présentant une cannelure 4 au niveau d'au moins un de ses tronçons d'extrémité. 10 15 Le dispositif de hachage comprend, monté rotatif à l'intérieur du carter 1, un rotor 5 adapté pour être solidarisé en rotation et en translation à l'arbre rotatif 3. Ce rotor 5 comprend, en premier lieu, un arbre central 6 composé d'un tube cylindrique solidarisé autour de deux bagues d'extrémité, telles que 7, présentant une rainure interne apte à loger la cannelure 4 de l'arbre rotatif 3, et ainsi à assurer le blocage en rotation de cet arbre rotatif 3 et de l'arbre central 6. Ce rotor 5 comprend, en outre, solidaires de l'arbre central 6, deux flasques latéraux 8, 9 perpendiculaires à l'axe de rotation (x), présentant la forme de disques adaptés pour permettre le passage de l'arbre rotatif 3. Ce rotor 5 1 o comprend également un troisième flasque 10, central, parallèle aux deux flasques latéraux 8, 9 et disposé à mi-distance entre ces derniers. Selon l'invention, ce rotor comporte deux ensembles de coupe identiques 11, 12 disposés chacun entre un des flasques latéraux 8 ou 9 et le flasque central 10, et agencés de façon que les éléments identiques constitutifs 15 de ces ensembles de coupe 11, 12 soient décalés de 180° relativement à l'axe de rotation (x). Chacun de ces ensembles de coupe 11, 12 est équipé d'une lame de coupe démontable 13, 14 présentant une arête de coupe hélicoïdale, lesdites lames étant disposées de façon que leurs arêtes soient coplanaires et 20 s'étendent donc dans un même plan (C) représenté à la figure 1. Chaque lame de coupe 13, 14 est, en outre, fixée de façon amovible sur un ensemble support 15 garantissant la résistance mécanique de ladite lame, comportant, en premier lieu, une plaque support 17 s'étendant entre le flasque latéral correspondant 8, 9 et le flasque central 10, et solidarisée à ces 25 derniers. En vue de la fixation de la lame de coupe 13, 14, cette plaque support 17 et ladite lame de coupe sont percés d'orifices permettant leur assemblage au moyen de boulons tels que 19, après positionnement de part et d'autre de l'assemblage ainsi réalisé de plaques 20, 21 de répartition des efforts 30 de serrage. Chaque ensemble support 15 comporte, en outre, deux plaques 16, 18 de soutien de la plaque support 17, solidarisées à cette plaque support 17 et sur la périphérie de l'arbre central 6 en vue d'assurer la rigidité de ladite plaque support. Par ailleurs, le flasque central 10 comporte deux échancrures 22 diamétralement opposées adaptées pour loger chacune l'extrémité d'une lame de coupe 13, 14, ces dernières présentant, à cet effet, une longueur identique L1, L2 adaptée pour s'étendre dans une desdites échancrures, sur une distance en l'exemple sensiblement égale à l'épaisseur du flasque central 10. En dernier lieu, concernant le rotor 5, chaque flasque latéral 8, 9 est divisé, de part et d'autre d'un axe diamétral, en deux zones de poids différents adaptées pour compenser le déséquilibre de masse conféré par la 1 o présence d'un ensemble de coupe 11, 12 entre ledit flasque latéral et le flasque central 10 : une première zone de moindre poids obtenue par la présence d'un évidement 23 ménagé dans ladite zone, et une seconde zone de poids supérieur obtenue par la présence d'une surépaisseur 24. Un tel rotor 5 est adapté pour être solidarisé sur un organe 15 tel qu'une poulie (non représenté aux figures) d'entraînement en rotation dudit rotor et de l'arbre rotatif 3, au moyen d'une bride 25 représentée à la figure 2. Selon l'invention, en outre, la vitesse de rotation adoptée est sensiblement comprise entre 200 t/mn et 300 t/mn. Il est à noter qu'une telle vitesse de rotation peut être 20 obtenue au moyen d'une machine agricole dont le régime moteur est seulement de 1400 tr/mn en lieu et place des 2400 tr/mn requis usuellement, c'est-à-dire une machine agricole très économe en termes de consommation de carburant. La conception d'un tel rotor (deux � demi-lames � décalées de 180° l'une par rapport à l'autre, arbre central 6 de faible encombrement...) 25 conduit à l'obtention d'un dispositif de hachage de paille, notamment de chanvre, en brins de paille d'une longueur sensiblement comprise entre 20 cm et 60 cm, notamment particulièrement adaptée pour le pressage de ces brins en bottes de paille carrées. De plus, ce rotor 5 réalise deux coupes lors de chacune de 30 ses rotations (une coupe par chaque lame de coupe 13, 14) et fournit ainsi un flux de brins de paille sensiblement continu. Le dispositif de hachage selon l'invention comporte également un stator représenté à la figure 1, comportant de façon classique une plaque 30 sur une tranche de laquelle est fixée une contre lame 31 adaptée pour s'étendre entre les deux flasques latéraux 8, 9 du rotor 5, et à coopérer avec les lames de coupe 13, 14 dudit rotor lors de la rotation de ce dernier, de façon à cisailler la paille végétale. Cette plaque 30 est, en premier lieu, articulée sur deux gonds 26 adaptés pour permettre de la faire pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation (x), chacun desdits gonds comportant une tige filetée 27 solidarisée au moyen d'écrous 28 sur un profilé 29 s'étendant entre les parois latérales 2 du carter 1. De plus, au niveau de chacune de ses extrémités longitudinales, cette plaque 30 est montée sur des moyens de réglage de l'inclinaison de ladite plaque, et de blocage de cette dernière dans des positions inclinées prédéterminées. Ces moyens de réglage et de blocage comportent deux tiges 32 d'axe parallèle à l'axe de rotation (x), prolongées chacune d'un axe 33 monté rotatif à l'intérieur d'une chape 34 formée sur l'extrémité d'une tige filetée 35 dont la longueur utile, déterminant l'inclinaison de la plaque 30, peut être réglée au moyen d'écrous 36, 37. Le dispositif de hachage ci-dessus décrit est particulièrement adapté pour équiper une machine agricole de récolte de produits végétaux sous forme de tiges destinées à être coupées en vue de fournir des brins de paille, comprenant principalement : - une tête de récolte adaptée pour faucher les tiges, - un convoyeur d'alimentation du dispositif de hachage en tiges coupées, adapté pour délivrer un flux de tiges coupées orthogonal à l'axe de rotation (x) du rotor 5 dudit dispositif de hachage, - des moyens de fixation du dispositif de hachage adaptés pour le positionner de façon que le flux de brins de paille délivré en sortie dudit dispositif de hachage soit déposé sur le sol sous la forme d'un andain régulier facilitant les opérations suivantes d'andainage et de pressage, - et des moyens d'entraînement en rotation du rotor 5 du dispositif de hachage, à une vitesse de rotation sensiblement comprise entre 200 t/mn et 300 t/mn. REVENDICATIONS1/ Dispositif de hachage de paille végétale, notamment de paille de chanvre, pour une machine agricole de récolte, comprenant des organes de coupe (13, 14, 31) adaptés pour cisailler la paille végétale, montés respectivement sur un stator (26-37) et un rotor (5) destiné à être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation (x), ledit dispositif de hachage étant caractérisé en ce que les organes de coupe montés sur le rotor (5) consistent en deux lames de coupe (13, 14) de longueur L1 et L2, d'une part, s'étendant à partir d'un plan médian transversal (M) orthogonal à l'axe de rotation (x), respectivement de part et d'autre dudit plan médian, et d'autre part, décalées d'une valeur angulaire au moins sensiblement égale à 180° relativement à l'axe de rotation (x). 2/ Dispositif de hachage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (5) comprend deux flasques latéraux (8, 9) et un flasque central (10) s'étendant selon le plan médian (M), et des organes support (15) de chaque lame de coupe (13, 14) s'étendant entre un des flasques latéraux (8, 9) et le flasque central (10) et comportant une plaque support (17) de fixation amovible de ladite lame de coupe, solidarisée à un flasque latéral (8, 9) et au flasque central (10). 3/ Dispositif de hachage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux lames de coupe (13, 14) présentent une même longueur L1 = L2, et sont portées par des organes support (15) identiques décalés d'une valeur angulaire au moins sensiblement égale à 180° relativement à l'axe de rotation (x). 4/ Dispositif de hachage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le flasque central (10) comporte deux échancrures (22) diamétralement opposées positionnées chacune en regard d'une des deux lames de coupe (13, 14), les dites lames de coupe présentant une longueur L1, L2 adaptée pour s'étendre dans une échancrure (22), sur une distance au moins égale à la demi épaisseur du flasque central (10). 5/ Dispositif de hachage selon l'une des revendications 2 à 4,caractérisé en ce que chaque flasque latéral (8, 9) comporte, de part et d'autre d'un axe diamétral, deux zones (23, 24) de poids différents adaptées pour compenser le déséquilibre de masse conféré par la présence d'une lame de coupe (13, 14) entre ledit flasque latéral et le flasque central (10). 6/ Dispositif de hachage selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque flasque latéral (8, 9) comporte une première zone (23) de moindre poids obtenue par un évidement de matière, et une seconde zone (24) de poids supérieur obtenue par apport de matière. 7/ Dispositif de hachage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le rotor (5) comporte un arbre central (6) coaxial avec l'axe de rotation (x), sur lequel sont solidarisés les flasques latéraux (8, 9) et le flasque central (10). 8/ Dispositif de hachage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'arbre central (6) du rotor (5) consiste en un profilé tubulaire apte à loger un arbre rotatif (3), ledit rotor étant doté de moyens (4, 25) de blocage relatif en translation et en rotation desdits arbres central et rotatif. 20 9/ Dispositif de hachage selon la revendication 2 et l'une des revendications 7 ou 8 prises ensemble, caractérisé en ce que les organes support (15) des lames de coupe (13, 14) du rotor (5) comportent des organes de soutien (16, 18) reliant la plaque support (17) de la lame de coupe (13, 14) et l'arbre 25 central (6). 10/ Dispositif de hachage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'entraînement du rotor (5) adaptés pour conférer au dit rotor une vitesse de rotation sensiblement 30 comprise entre 200 t/mn et 300 t/mn. 10 15