Brevet FR3021492A1 — publié le 20151204

METHODE ET DISPOSITIF DE GUIDAGE DYNAMIQUE DE COURROIES DE PRESSES A BALLES RONDES Cette invention concerne les presses à balles cylindriques comprenant en particulier un ensemble de rouleaux et une ou plusieurs bandes flexibles généralement appelées courroies d'enveloppement de la balle ; ces bandes flexibles circulent sur les rouleaux qui peuvent être libres en rotation ou moteurs 5 pour l'entrainement des bandes. Le but de ce document est de présenter une solution pour pallier aux déplacements latéraux des courroies et leur frottement excessif et leur détérioration contre les dispositifs qui limitent ces déplacements. Il est proposé un dispositif dynamique qui surveille la position des courroies et agit sur des éléments 10 du châssis de la machine pour maintenir les courroies dans la position désirée et éviter les frottements latéraux. Une solution a été décrite par le passé dans les brevets DE 4042246 C2 (US005182987) cependant son efficacité reste limitée car la position de chaque rouleau est contrôlée séparément, et le dispositif ne peut s'appliquer aisément qu'à un ou deux rouleaux ; par suite le temps nécessaire 15 pour corriger la position des courroies est assez long. Le frottement et la détérioration des bords latéraux des courroies s'en trouvent insuffisamment réduits. Par ailleurs les machines récentes, développées avec des moyens de calcul modernes pour améliorer leur durée de vie tout en réduisant leur poids (ce qui réduit l'énergie nécessaire à leur traction) ont des châssis généralement plus flexibles (moins rigides) ; sur ces machines les courroies peuvent 20 circuler parfaitement bien, sans frottement, lors du travail en terrain plat ; mais en terrain accidenté ou dans les fortes pentes, les châssis subissent des déformations dans un sens ou dans un autre et parfois les courroies peuvent venir en contact sévère contre leur guides latéraux. Suivant la présente invention des moyens dynamiques permettent de compenser les diverses sollicitations et déformations subies par les machines ou des perturbations créées par une arrivée 25 irrégulière des matériaux à presser, et de corriger les déplacements latéraux des courroies en générant des effets inverses. La méthode proposée est d'utiliser aussi la flexibilité des châssis en y induisant en superposition une déformation contrôlée dont les effets s'opposent aux déplacements latéraux indésirables des courroies. 30 Des moyens dynamiques sont installés sur le châssis afin d'appliquer des efforts sur la ou les structures supportant les rouleaux de sorte à modifier la position relative d'un côté de la machine par rapport à l'autre, pour, de préférence, induire une rotation d'un côté par rapport à l'autre autour d'un axe approximativement parallèle à l'axe de la chambre à balle (axe de la balle). De cette façon il est possible d'altérer légèrement et simultanément le parallélisme de l'axe de plusieurs rouleaux 35 par rapport à l'axe de la balle (chambre à balle) afin que l'effet induit par ce petit décalage angulaire positif ou négatif des rouleaux ait tendance à mouvoir les courroies à droite ou à gauche. Les moyens dynamiques agissant sur les structures sont mécaniques, hydrauliques, électriques, électromagnétiques, pneumatiques, ou autres. 3021492 2 Il est également possible d'utiliser une structure intermédiaire pour le montage des rouleaux sur les châssis principaux afin d'agir sur la position des rouleaux. L'avantage de cette méthode, en particulier de cette rotation, est d'agir sur plusieurs rouleaux simultanément, de les déplacer tous ensemble dans le sens favorable, quel que soit leur emplacement sur la machine, et d'ainsi cumuler l'effet directionnel obtenu sur chacun d'eux pour obtenir une correction rapide de la position des courroies. Des capteurs tout ou rien, ou des capteurs proportionnels, ou des dispositifs à commande intégrée sont disposés de préférence aux endroits où l'amplitude du déplacement latéral des courroies est la plus importante, pour détecter la position des courroies et envoyer un signal ou une commande au système agissant sur le châssis. Les signaux envoyés par les capteurs peuvent être traités par un processeur installé dans la cabine du tracteur ou de la cabine de la machine elle-même ; le contrôleur peut aussi être installé sur le châssis ou encore le processeur de commande peut être intégré au(x) capteur(s) Il est possible d'installer également des capteurs spécifiques, pour détecter dans des situations particulières, par exemple lors du travail dans les pentes, des déformations du châssis de la machine, et de prévenir le déplacement des courroies en anticipant l'action corrective sur la structure. La description ci-dessous est un exemple de réalisation : Les dessins joints montrent une presse à balle cylindrique similaire à celles qui existent couramment 20 sur le marché. Elle est normalement attelée à un véhicule automoteur (tracteur agricole le plus souvent) qui par ailleurs fournit les diverses énergies mécanique, hydraulique, électrique, pneumatique. Une telle presse est généralement utilisée pour récolter et presser des produits agricoles préalablement fauchés et déposés sur le sol. Elle peut être utilisée pour compacter et 25 confectionner des ballots d'autres produits. La figure 1 montre schématiquement les éléments de la machine utiles pour la description et pour la compréhension, vue du côté gauche par rapport au sens d'avancement La figure 2 est une vue de dessus de la machine, en situation normale 30 Les figures 3 et 4 montrent le désalignement des côtés et des rouleaux lorsque le vérin est activé (en tension) Cette machine 1 comprend un châssis principal 10, supporté par des roues 20 et une flèche 19 qui permet l'attelage au véhicule tracteur. Le châssis principal 10 est constitué de deux structures latérales 11,12 reliées rigidement par des 35 traverses : 13 à l'avant, 14,15 au-dessus, 16 à l'arrière, et 17 (essieu) 3021492 3 Un dispositif de ramassage 22 soulève les produits à presser du sol (ou éventuellement les reçoit d'un convoyeur à poste fixe) et transporte les produits dans la chambre de formation de la balle 24 définie par des parois latérales 26, des bandes flexibles (courroies) 28 , et des rouleaux 30,32,34 , chambre où les produits sont enroulés et compactés. 5 Les courroies circulent sur des rouleaux 35,37,39,41,43 fixés de préférence directement aux éléments 11,12 du châssis principal 10, des rouleaux 44,46 supportés par un châssis secondaire mobile 48 (porte de déchargement, dont la commande d'ouverture fermeture n'est pas représentée) et sur des rouleaux 38,40 supportés par un bras mobile 50 destiné à maintenir les courroies sous tension pendant le cycle de pressage. 10 Tous les rouleaux ont par conception leurs axes parallèles entre eux et à l'axe virtuel de la chambre à balle 24 et sont disposés perpendiculairement à l'axe longitudinal de la machine. Les moyens courants (butées ou galets de guidage latéraux) utilisés pour le maintien latéral des courroies peuvent être présents sur cette machine, mais l'amélioration proposée est ici réalisée de la manière suivante : 15 Sur le dessus de la machine, la partie supérieure des éléments latéraux 11 et 12 forment avec les traverses 14 et 15 un parallélogramme (rectangle) dans une diagonale duquel est connecté à chaque angle un vérin double effet 55. En actionnant ce vérin il est possible de forcer ce parallélogramme hors de sa forme rectangulaire et en même temps de désaligner angulairement les structures 11 et 12, sans altérer leur parallélisme. Il se produit une rotation d'un côté de la machine par rapport à l'autre, autour d'un axe perpendiculaire à ces mêmes côtes ; la position de cet axe dépend de la résistance relative des traverses 13,14,15,16,17 à la torsion ; de préférence cet axe de rotation virtuel doit se trouver proche de l'axe 49 de pivotement du châssis secondaire 48, afin de ne pas perturber son fonctionnement ; les moyens modernes de calcul de structure doivent permettre cette optimisation en concevant les traverses de la manière appropriée en jouant sur leurs résistances à la torsion relatives. De cette façon tous les axes des rouleaux supportés directement (ou indirectement) par les éléments 11 et 12 ne sont plus perpendiculaires à la ligne de circulation des courroies et ont tous tendance à induire un déplacement latéral des courroies dans le même sens. Cependant il est nécessaire d'éviter que cette déformation de la structure affecte le bras mobile 50 dont l'axe de rotation doit rester perpendiculaire aux parois de la chambre à balle. En conséquence le pied du vérin 55 n'est pas connecté directement à l'élément de structure 12, mais par l'intermédiaire d'un balancier 60 monté pivotant en son milieu sur la partie 12 ; le déplacement 35 du balancier est limité par la butée 62 attachée au châssis, et son autre extrémité est connectée au palier 66 au moyen de la bielle 64. Le palier 66 enveloppe l'extrémité du bras mobile 50 ; il peut se 3021492 4 déplacer vers l'avant ou vers l'arrière sous l'action de la bielle 64 lorsque le vérin est actionné, et il maintient le bras 50 en bonne position. Le vérin, dans ce dispositif hydraulique, est relié à un distributeur équipé d'électrovalves simples ou à commande proportionnelle, lui-même connecté à la centrale hydraulique du tracteur. 5 Pour assurer l'asservissement du système des capteurs 70 sont installés sur le châssis, de préférence à proximité du bord latéral extérieur des courroies extérieures, en une ou plusieurs places; lorsque le déplacement latéral dépasse la valeur limite acceptable un signal est envoyé au processeur 72 qui peut être programmable pour l'ajustement des paramètres de fonctionnement et qui commande le distributeur 74 et ainsi l'extension ou la rétraction du vérin. Lorsque les courroies 10 retrouvent leur position normale l'action du vérin est relâchée. Dans l'exemple présenté, le châssis principal constitue l'essentiel de la structure de la machine, et le châssis secondaire utilisé pour réaliser le déchargement des balles n'est pas concerné dans l'invention ; cependant il est évident que la présente invention peut être appliquée également sur 15 des machines réalisées avec un châssis avant et un châssis arrière mobile pour l'éjection de la balle, mais tous deux structurels, même si la mise en oeuvre peut être différente de celle présentée, sans sortir du champ de l'invention. 20 25 30 REVENDICATIONS1- Presse à balle cylindrique (1) destinée au pressage de produits agricoles ou au compactage de produits divers, constituée d'un châssis principal (10) ou comprenant une partie avant et une partie arrière, dont les parties latérales (11, 12) supportent un ensemble de rouleaux (35,37,39,...) eux-mêmes supportant une ou plusieurs bandes flexibles (28) pour l'enveloppement de la balle (24), caractérisée par des moyens dynamiques tels que (55, 70, 72, 74) d'action sur des éléments principaux (11,12) de la structure de la machine pour modifier simultanément la position de plusieurs des précédents rouleaux, afin d'agir sur le cheminement et le guidage des bandes flexibles (28). 2- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 1, dans laquelle des moyens dynamiques tels que (55, 70, 72, 74) agissent sur l'alignement relatif des éléments latéraux (11,12) du ou des châssis (10), qui supportent les principaux rouleaux (35,37,39,...) définissant le cheminement des bandes flexibles(28). 3- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 2, dans laquelle des moyens dynamiques tels que (55, 70, 72, 74) provoquent la rotation des éléments latéraux (11,12) du ou des châssis l'un par rapport à l'autre autour d'un axe approximativement parallèle à l'axe de la balle (24) et de préférence proche du centre de la chambre à balle. 4- Presse à balle cylindrique selon l'une des revendications précédentes dans laquelle des moyens de correction (60,64,66) maintiennent le bras 50 de tension des courroies, en bonne position. 5- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 1, dans laquelle les moyens dynamiques agissant sur les structures sont mécaniques, hydrauliques, électriques, électromagnétiques, pneumatiques, ou autres. 6- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 1, dans laquelle une structure intermédiaire est utilisée pour le montage des rouleaux sur les châssis principaux afin d'agir sur la position des rouleaux. 7- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 1, dans laquelle le déplacement latéral des bandes flexibles (28) est surveillé par un ou plusieurs capteurs (70). 8- Presse à balle cylindrique suivant la revendication précédente, dans laquelle le signal fourni par le capteur est envoyé à un microcontrôleur (72), ou est traité par un processeur intégré au capteur et envoyé directement à un organe de contrôle (74) (électrovalve, solénoïde ou autre) 9- Presse à balle cylindrique suivant la revendication 1 dans laquelle des capteurs mesurent les déformations du ou des châssis (10) pour anticiper le déplacement latéral des courroies (28) et anticiper l'intervention des moyens dynamiques agissant sur les structures. 10- Méthode de guidage des bandes flexibles (28) d'une presse à balle cylindriques (1) par action sur la géométrie d'une partie ou de l'ensemble du châssis (10) pour modifier simultanément la position de plusieurs des rouleaux supportant les bandes flexibles, afin d'obtenir un effet cumulatif pour le guidage latéral de bandes.40