Brevet FR2942691A1 — publié le 20100910

La présente invention concerne un équipement pour la coupe et le broyage de végétaux, destiné à être porté et manoeuvré au moyen d'un véhicule tracteur. Les opérations de coupe et le broyage des végétaux pour l'entretien de certains terrains, en particulier les bordures de routes et les talus, posent souvent des problèmes du fait des nombreux obstacles présents (troncs d'arbres, poteaux de clôtures, pieds supports de glissières de sécurité, etc.). En particulier, le contournement de ces obstacles est souvent compliqué et fastidieux avec les matériels de coupe/broyage actuels manoeuvrés par un véhicule tracteur. En outre, ces matériels ne permettent généralement pas un traitement efficace des végétaux sur le contour et au plus près de ces obstacles, et il est donc souvent nécessaire d'assurer la finition autour des obstacles par une intervention manuelle complémentaire, au moyen d'outils adaptés. La demanderesse a développé un nouvel équipement de coupe et broyage de végétaux pour véhicule tracteur, dont la structure élaborée permet de contourner automatiquement les obstacles tout en autorisant un travail au plus proche sur leur périphérie. L'équipement correspondant comprend une structure porteuse munie de moyens pour sa fixation sur un véhicule tracteur et dont l'extrémité libre porte une tête de coupe/broyage composée d'un carter de protection dont la bordure périphérique délimite une ouverture en regard de laquelle est disposée une pluralité d'outils de coupe/broyage juxtaposés entrainés par des moyens moteurs. La têl:e de coupe/broyage comporte une partie centrale coopérant avec la structure porteuse par des moyens autorisant sa rotation libre autour d'un axe central de rotation ; les outils de coupe/broyage sont répartis autour de ladite partie centrale de tête et la bordure périphérique du carter forme de plus des échancrures radiales s'ouvrant sur la périphérie et s'étendant chacune entre deux outils de coupe/broyage juxtaposés, lesdites échancrures radiales étant aptes, lors de l'avancement dudit véhicule tracteur associé, à recevoir un obstacle provoquant la rotation de ladite tête de coupe/broyage pour contourner ledit obstacle. Cet équipement est ainsi particulièrement adapté pour optimiser le traitement des végétaux autour desdits obstacles, et pour limiter les risques de détérioration de ces derniers ou de la tête de coupe/broyage. Les outils de coupe/broyage sont de préférence au nombre de trois, et le carter de protec:t on comporte trois échancrures radiales s'étendant chacune entre deux outils juxtaposés. Dans ce cas, la bordure de carter est avantageusement de forme générale triangulaire, les outils de coupe/broyage se situant du côté de chacun des angles de ladite bordure. Cette forme particulière de la tête de coupe s'avère en pratique particulièrement simple et efficace, notamment pour le contournement des obstacles et le traitement au plus près des végétaux. Selon une autre particularité, les outils de coupe sont séparés les uns des autres 5 par des espaces radiaux, et les échancrures s'étendent au sein desdits espaces radiaux jusqu'à la partie centrale de la tête de coupe. De préférence encore, les échancrures radiales ont une forme s'évasant vers la périprérie, en particulier pour faciliter la réception des obstacles et la manoeuvre en rotaticr de la tête de coupe/broyage, par lesdits obstacles, lors d'un mouvement 10 approcrié du véhicule tracteur. Toujours selon l'invention, la structure support se compose, d'une part, d'une poutre destinée à être fixée au véhicule tracteur, et d'autre part, d'un bras mobile, dont l'une des extrémités porte ladite tête de coupe/broyage et dont l'autre extrémité est montée pivotante sur ladite poutre autour d'un axe d'articulation parallèle ou 15 sensiblement parallèle à l'axe de rotation de la tête de coupe/broyage entre - une position avant au repos, et - une position arrière escamotée, lors d'un appui sur un obstacle à contourner ; ladite structure comporte encore des moyens de rappel élastique tendant à ramerer le bras mobile de sa position arrière escamotée vers sa position avant au repos, et aussi tendant à maintenir ce bras mobile dans cette position au repos. 20 D'autre part, le bras mobile présente avantageusement une forme générale arquée, avec l'axe central de rotation de la tête de coupe/broyage déporté par rapport à l'axe d'articj ation du bras mobile. Cette structure support particulière permet une coopération optimale entre la tête de coupe/broyage et les obstacles à contourner. 25 Selon un mode de réalisation particulier, la tête de coupe/broyage est suspendue au bras mobile par l'intermédiaire d'une articulation perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe central de rotation de la tête de coupe/broyage. Toujours selon un mode de réalisation particulier, les outils de coupe/broyage consistent en des lames agencées de manière coplanaire ou au moins 30 approximativement coplanaire les unes par rapport aux autres, et qui sont entraînées en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe central de rotation de la tête de coupe/broyage. La présente invention porte aussi sur le véhicule tracteur comportant un équipement de coupe/broyage tel que défini ci-dessus. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description 35 suivante d'une forme de réalisation particulière, donnée uniquement à titre d'exemple, en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un véhicule tracteur auquel est associé un équipement de coupe/broyage conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de l'équipement de la figure 1, au niveau de sa tête de coupe/broyage ; - la figure 3 est une vue éclatée de l'équipement de coupe/broyage des figures 1 et 2 ; - la figure 4 montre les principales étapes de la cinématique survenant lors de la coupe/broyage de végétaux autour d'un obstacle, par la mise en oeuvre de l'équipement selon les figures 1 à 3. L'équipement de coupe/broyage 1 selon l'invention est représenté en situation de mise en oeuvre sur la figure 1, c'est-à-dire porté par un véhicule tracteur T. Comme développé par la suite notamment en relation avec la figure 4, lors de l'avancement de ce véhicule tracteur T, cet équipement de coupe/broyage 1 est apte à contourner automatiquement un obstacle O (du genre tronc d'arbre, poteau de clôture, pied support de glissière de sécurité, etc.), tout en éliminant la végétation au pied de celui-ci. Tel que représenté sur les figures 1 à 3, l'équipement de coupe/broyage 1 se compose d'une structure porteuse 2 dont : - une extrémité est munie de moyens appropriés 3 pour son assemblage au véhicule tracteur T, par exemple une tête d'attelage (représentée sur la figure 3) destinée à être reliée à l'attelage trois points du tracteur, et - l'autre extrémité porte une tête de coupe/broyage 4. La tête de coupe/broyage 4, représentée en détails sur les figures 2 et 3, se compose d'un carter de protection 5 dont la bordure périphérique 6 délimite une ouverture inférieure 7 (destinée à être orientée vers le sol) en regard de laquelle sont disposés des outils de coupe/broyage 8 (visibles figure 3), chacun en forme de lame de coupe a axe de rotation 8' (vertical ou sensiblement vertical). Cette tête de coupe/broyage 4 s'étend sous le plan général horizontal de la structure support 2. Conformément à l'invention, cette tête de coupe/broyage 4 comporte une partie centrale 10 assemblée avec la structure porteuse 2 par des moyens autorisant sa rotation libre autour d'un axe central de rotation 11. Pour cela, tel que représenté sur la figure 3, l'extrémité de la structure porteuse 2 comporte une pièce support intermédiaire 12 formant palier de rotation, sur laquelle est suspendue la partie centrale de tête 10 avec une possibilité de rotation libre, par le biais d'un mécanisme de roulements, par exemple. De plus, cette pièce support 12 est ici assemblée avec la structure porteuse 2 de sorte à autoriser son pivotement, avec sa tête de coupe/broyage 4 associée, autour d'un axe transversal 13 s'étendant perpendiculairement à l'axe central de rotation 11 précité et à l'extrémité de la structure porteuse 2 (dans le mode de réalisation illustré, les axes de rotation 11 et transversal 13 s'étendent dans un même plan et ont un point d'intersection). La pièce support 12 est à cet effet montée, par le biais d'un ensemble vis/écrou frein, sur une chape 14 ménagée à l'extrémité de la structure porteuse 2 (visible également sur la figure 3.) L'axe central de rotation 11 de la tête 4 s'étend verticalement ou au moins sensiblement verticalement au repos ; du fait de l'articulation 13 et 14, la tête 4 dispose d'une certaine possibilité de pivotement ou d'inclinaison, permettant un suivi optimal du sol quelle que soit sa pente. La pièce support 12 porte un organe moteur 12', pour l'entrainement des outils de coupe/broyage 8. Les moyens de transmission associés, non visibles, sont intégrés dans le carrer de protection 5 ; ils consistent par exemple en un ensemble courroies, poulies, paliers rotatifs et/ou pignons. Sur la figure 3, on remarque que la pièce support 12 est munie d'une platine en porte-à-faux 12", orientée à l'opposé de la structure porteuse 2 et du côté des obstacles à contourner. Cette platine 12" est agencée pour protéger l'organe moteur 12' à l'encontre des éventuels contacts ou chocs avec ces obstacles O. Les outils de coupe/broyage 8, ici au nombre de trois, sont répartis régulièrement autou• de l'axe central de rotation 11 ; ils s'étendent dans un même plan, ou au moins approx mativement dans un même plan. Ces outils 8 sont de plus disposés à distance les uns des autres et de l'axe central de rotation 11 ; ils sont séparés par des espaces radiaux partant de la partie centrale de tête 10. L'axe de rotation 8' de ces outils de coupe/broyage 8' s'étend parallèlement et à distarce de l'axe central de rotation 11 de la tête (avec ici un angle de l'ordre de 120° entre deux axes de rotation 8'). Ces outils de coupe/broyage 8, et leurs axes de rotation 8 respectifs, suivent ainsi un cheminement circulaire lors de la rotation libre de la tête de coupe/broyage 4 autour de Faxe central de rotation 11. La bordure périphérique 6 du carter 5 est conformée de sorte, lors de l'avar cernent du véhicule tracteur T et au contact d'un obstacle O, à provoquer la rotation de la tète de coupe/broyage 4 pour contourner cet obstacle O. Pour cela, le carter de protection 5 présente ici une forme générale rappelant celle d'un triangle (vue de dessus sur la figure 2). Il se compose de trois parties de carter 5a, 5b et 5c, formant chacune un caisson de coupe/broyage, qui recouvrent chacune l'un des outils de coupe/broyage 8 (représentés schématiquement en traits discontinus sur la figure 2), et qui sont réparties régulièrement autour de la partie centrale de tête 10. La bordure périphérique 6 de chacun de ces caissons 5a, 5b et 5c suit et épouse au plus près le contour de chacun des outils de coupe/broyage 8 associés. Elle se compose, pour chacun des caissons 5a, 5b ou 5c, d'une bordure périphérique 6a, en forme générale de Vé (dont la pointe est orientée vers la périphérie et correspond à l'un des angles du carter triangulaire 5), qui se prolonge par deux bordures intérieures symétriques 6b, en forme générale d'arc de cercle (centrées chacune au niveau, ou à proximité, de l'axe de rotation 8' de l'outil 8 associé). Les bordures intérieures 6b des parties de caisson 5a, 5b et 5c juxtaposées sont raccordées entre elles par des portions de liaison 6c, de forme générale demi-circulaire. Les outils de coupe/broyage 8 se situent chacun du côté de l'un des trois angles du carter triangulaire 5. Les espaces radiaux séparant deux caissons 5a, 5b et 5c juxtaposés (et par conséquent deux outils de coupe/broyage 8) forment des échancrures 16, présentant de préférence un axe de symétrie radial ou au moins approximativement radial. Comme développé ci-après en relation avec la figure 4, ces échancrures radiales 16 sont aptes à recevoir l'obstacle à contourner. Ces échancrures radiales 16 sont délimitées par les bordures intérieures 6b en regard de deux caissons 5a, 5b et 5c juxtaposés et par les portions de liaison 6c ; elles sont régulièrement agencées autour de la partie centrale de carter 10, et s'ouvrent en directioi de la périphérie de manière évasée (chacune au niveau de l'une des trois arêtes du carter triangulaire 5). Elles s'étendent ici depuis la partie centrale 10 de la tête de coupe/broyage 4. _a structure porteuse 2 se compose ici, d'une part, d'une poutre 20, permettant de porter la tête de coupe/broyage 4 au-dessus du sol et de la déporter latéralement par rapport au tracteur, et d'autre part, d'un bras mobile 21, apte à s'escamoter vers l'arrière lors du contact de la tête de coupe/broyage 4 avec un obstacle O (tel que décrit par la suite en relation avec la figure 4). _'une des extrémités de la poutre 20 est fixée au véhicule tracteur par la tête d'attelage 3. Le bras mobile 21 comporte quant à lui une première extrémité 21a correspondant à la chape 14 sur laquelle est montée la pièce support intermédiaire 12 de réception de la tête 4. L'autre extrémité 21b de ce bras mobile 21 est montée pivotante sur l'une des extrémités 20a de la poutre 20 (formant une sorte de chape) autour d'un axe d'articulation vertical 22, parallèle à l'axe central de rotation 11 au repos de la tête de coupe/broyage 4. Ce bras mobile 21 a une forme arquée ou cintrée, avec l'axe central de rotation 11 de la tête de coupe/broyage 4 déportée vers l'arrière (tenant compte du sens d'avancement du véhicule tracteur T), par rapport à son axe d'articulation 22. La face avant courbe 21c de ce bras mobile 21 constitue une surface convexe de contact ou de frottement, le long de laquelle un obstacle peut cheminer si la position de la tête n'est pas convenablement ajustée par rapport audit obstacle. Des moyens de rappel élastique 23 sont ménagés entre la poutre 20 et le bras mobile 21, de sorte à constituer un mécanisme de rappel du type � non-stop �. Ces moyens de rappel élastique 23 sont agencés de sorte à assurer le maintien du bras mobile 21 dans une position avant au repos, tout en autorisant un pivotement élastique vers une position arrière escamotée, comme décrit ci-après en relation avec la figure 4. Ces moyens de rappel 23 sont constitués, comme représenté sur la figure 3, par un ressort de compression métallique 23a qui est traversé par une tige mobile de manoeuvre (non totalement visible) dont : - l'une des extrémités forme une butée 23b, et - l'autre extrémité est fixée sur une tige mobile 23c, solidarisée sur la seconde extrémité 21b du bras mobile 21 et guidée dans une paire de lumières en arc de cercle 24 (centrées sur l'axe d'articulation 22) ménagées au niveau de l'extrémité 20a de la poutre 20. Le ressort de compression 23a est emprisonné entre la butée 23b et l'extrémité 20a de la poutre 20. La poutre 20 comporte une articulation 25, pour son repliement en position adaptée pour la route. En pratique, tel que représenté sur la figure 4, le véhicule avance à une vitesse régulière ou au moins sensiblement régulière, comprise par exemple entre 2 et 4 km/heure. Ce sens d'avancement est représenté schématiquement sur la figure 4 par la flèche repérée A. Les oJ:ils 8 de la tête de coupe/broyage 4 sont en rotation, de sorte à traiter les végétaux au so Lorsque le véhicule tracteur approche de l'obstacle O, l'orientation angulaire de la tête de coupe/broyage 4 est aléatoire (figure 1). Le véhicule tracteur T continuant à avancer, la bordure de carter 6 vient prendre appui contre l'obstacle O (figure 4A). L'opérateur aborde l'obstacle O de préférence de sorte que l'axe central de rotation 11 de 35 la tête de coupe/broyage 4 soit dans l'alignement ou seulement légèrement décalé par rapport à l'obstacle O. Cette tête de coupe/broyage 4 s'ajuste alors automatiquement à l'obstacle O: cet obstacle O provoque le pivotement libre de la tête de coupe/broyage 4 autour de son axe central de rotation 11 (ici dans le sens inverse des aiguilles d'une montre), jusqu'à venir se loger dans l'échancrure radiale 16 orientée vers l'avant (figure 4B) ; la forme évasée de cette échancrure 16 facilite ce positionnement. L'obstacle O est alors comme pris en sandwich dans l'échancrure radiale 16 entre deux parties de carter 5a et 5b, avec les deux ames de coupe 8 correspondantes venant se placer de part et d'autre de cet obstacle O. En fonction de la position de la tête de coupe/broyage 4 par rapport à l'obstacle O, le bras mobile 21 peut pivoter autour de son axe d'articulation 22 vers une position arrière escamotée (dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 4C) ; le ressort 23a est alors mis en compression, par la traction exercée sur sa tige de manoeuvre. La tête de coupe/broyage 4 s'aligne alors automatiquement, et au mieux, par rapport à l'obstacle O. Au fur et à mesure de l'avancement du véhicule tracteur T, l'obstacle O reste en permarence dans le fond de l'échancrure radiale 16 associée. Il provoque alors la rotation de la tête de coupe/broyage 4 sur environ 180° (dans le sens des aiguilles d'une montre sur les figures 4B à 4D), jusqu'à sa libération lorsque l'échancrure radiale 16 associée est orientée vers l'arrière (figure 4D). La lm-dure de carter 6 constitutive de l'échancrure 16 frotte contre l'obstacle O sans le 20 détériorer. Cet obstacle O constitue alors une sorte d'axe de rotation autour duquel chemine la tête de coupe/broyage 4. La tête de coupe/broyage 4 coopère au plus près avec l'obstacle O, du fait du retour progressif du bras mobile 21 en position avant au repos (sous l'action des moyens de rappe 23 associés). 25 Au début (figure 4B) et à la fin (figure 4D) du contact de la tête 4 sur l'obstacle O, une première partie de carter 5a puis une seconde partie de carter 5b s'étend au moins en partie cerrière ledit obstacle. Du fait de la structure de cet équipement de coupe/broyage, on obtient une découpe de la végétation sur une grande partie de la périphérie de l'obstacle, 30 automatiquement sans intervention de l'opérateur. REVENDICATIONS- 1.- Equipement pour la coupe et le broyage de végétaux comprenant une structure porteuse (2) munie de moyens (3) pour sa fixation sur un véhicule tracteur (T) et dont l'extrémité libre porte une tête de coupe/broyage (4) composée d'un carter de protection (5) dont la bordure périphérique (6) délimite une ouverture (7) en regard de laquelle est disposée une pluralité d'outils de coupe/broyage (8) juxtaposés, entrainés par des moyens moteurs (12'), caractérisé en ce que ladite tête de coupe/broyage (4) comporte une partie centrale (10) coopérant avec la structure porteuse (2) par des moyens (12) autorisant sa rotation libre autour d'un axe central de rotation (11), en ce que lesdits outils de coupe/broyage (8) sont répartis autour de ladite partie centrale de tête (10), et en ce que ladite bordure périphérique (6) du carter (5) forme des échancrures radiales (16) s'ouvrant sur la périphérie et s'étendant chacune entre deux outils de coupe/broyage (8) juxtaposés, lesdites échancrures radiales (16) étant aptes, lors de l'avancement dudit véhicule tracteur (T) associé, à recevoir un obstacle (0) provoquant la rotation de ladite tête de coupe/broyage (4) pour contourner ledit obstacle (0). 2.- Equipement de coupe/broyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outils de coupe/broyage (8) sont au nombre de trois, et en ce que le carter de protection (5) comporte trois échancrures radiales (16) s'étendant chacune entre deux outils (8) juxtaposés. 3.- Equipement de coupe/broyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bordure de carter (6) est de forme générale triangulaire, en ce que les outils de coupe/broyage (8) se situent du côté de chacun des angles de ladite bordure (6). 4.- Equipement de coupe/broyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les outils de coupe/broyage (8) sont séparés les uns des autres par des espaces radiaux, et en ce que les échancrures (16) s'étendent au sein desdits espaces radiaux jusqu'à la partie centrale (10) de la tête de coupe/broyage (4). 5.- Equipement de coupe/broyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les échancrures radiales (16) ont une forme s'évasant vers la périphérie. 6.- Equipement de coupe/broyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure support (2) se compose, d'une part, d'une poutre (20) destinée à être assemblée au véhicule tracteur (T), et d'autre part, d'un bras mobile (21) dont l'une des extrémités (21a) porte la tête de coupe/broyage (4), et dont l'autre extrérn té (21b) est montée pivotante sur ladite poutre (20) autour d'un axe d'articulation (22) parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe de rotation (11) de la tête de coupe/broyage (4), entre - une position avant au repos, et - une position arrièreescamotée, lors d'un appui sur un obstacle à contourner, laquelle structure support (2) comporte des moyens de rappel élastique (23) tendant à maintenir ledit bras mobile dans sa posi':ion avant au repos. 7.- Equipement de coupe/broyage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bras mobile (21) présente une forme générale arquée, avec l'axe central de rotation (11) de la tête de coupe/broyage (4) déporté vers l'arrière par rapport à l'axe d'articulation (22) du bras mobile (21). 8.- Equipement de coupe/broyage selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la tête de coupe/broyage (4) est suspendue au bras mobile (21) par l'intermédiaire d'une articulation (13, 14) dont l'axe de pivotement (13) est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe central de rotation (11) de la tête de coupe/broyage (4). 9.- Equipement de coupe/broyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les outils de coupe/broyage (8) consistent en des lames agencées de manière coplanaire ou au moins approximativement coplanaire les unes par rappo'l aux autres, et qui sont entraînées en rotation autour d'un axe (8') parallèle à l'axe central de rotation (11) de la tête de coupe/broyage (4). 10.- Véhicule tracteur comportant un équipement de coupe/broyage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.