Brevet FR3039357A1 — publié le 20170203

Dispositif d'entraînement en translation d'un organe de raclage 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte au domaine du nettoyage des bâtiments d'élevage du bétail. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'entraînement en translation d'un organe de raclage. L'invention est notamment destinée à entraîner un rabot prévu pour pousser du lisier, du fumier mou, ou du fumier pailleux ou épais hors des couloirs ou stabulations d'une étable. 2. État de la technique Dans un bâtiment d'élevage de bétail, un nettoyage fréquent des couloirs participe aux bonnes conditions de travail et à la santé et au bien-être des animaux. En effet, la présence de fumier ou de lisier augmente les risques de maladies des pieds, de contamination des mamelles ainsi que la libération d'ammoniac. Pour conserver un bâtiment relativement propre et réduire la quantité de gaz dangereux, l'éleveur peut procéder à un nettoyage mécanique des couloirs à l'aide d'une pelle de tracteur. Ce travail est cependant fastidieux et chronophage. Afin de libérer les éleveurs de cette tâche, on a proposé d'installer des racleurs mécanisés pour évacuer le fumier pailleux ou le lisier des étables. On connaît des racleurs entraînés par un vérin hydraulique. Bien que ce mode d'entraînement permette de pousser des charges élevées, la course du racleur est limitée par celle du vérin. Un autre inconvénient de cette technique 25 est qu'elle ne peut être mise en oeuvre que dans des couloirs parfaitement rectilignes. Encore un inconvénient de cette technique est le coût élevé du vérin. Pour limiter les coûts, on a proposé des racleurs entraînés par un treuil ou deux treuils, à l'aide de cordes ou de câbles. Cependant, une telle technique présente de nombreux inconvénients. La résistance des cordes ou câbles limite 30 en pratique la longueur de l'installation à 70 m, respectivement 150 m linéaires. 3039357 2 Un autre inconvénient d'une telle technique est qu'elle oblige à augmenter la fréquence de nettoyage pour limiter le volume de lisier à pousser. Encore un inconvénient de cette technique réside dans l'usure rapide des pièces, notamment des cordes ou des câbles, qui limite la durée de vie du racleur. 5 Pour les bâtiments de grandes dimensions, avec un couloir pouvant par exemple atteindre 230 m, on a proposé des racleurs à chaîne, dont le rabot est tracté par un motoréducteur électrique unique. La chaîne de traction forme une boucle fermée dont une partie sous tension, appelée brin tendu, est accrochée au rabot et coulisse dans une rainure ou gorge de guidage, ménagée dans le sol 10 du couloir. Le motoréducteur tourne alternativement dans un sens ou dans l'autre sens en fonction de la direction de déplacement du rabot. Le document FR 2 991 551 décrit un tel racleur à chaîne. Un inconvénient de cette technique connue est qu'il faut prévoir une infrastructure pour guider le brin mou de la chaîne sur toute la longueur du 15 bâtiment. Un autre inconvénient de cette technique est qu'elle requiert des interventions fréquentes pour replacer la chaîne lorsque celle-ci se détend et saute. Par ailleurs, il est nécessaire d'intervenir encore plus fréquemment lorsque la chaîne s'est allongée avec le temps. Afin de remédier à cet 20 inconvénient, on prévoit généralement de mettre un tendeur sur la chaîne. Cependant, la mise en oeuvre d'un tel tendeur est complexe, notamment du fait qu'elle nécessite un réglage fin de la tension de la chaine, et qu'il faut procéder à des ajustements réguliers de la tension de la chaine au fur et à mesure que celle-ci se détend. De plus, prévoir un tendeur augmente le coût du racleur. Encore un inconvénient de cette technique est que la chaîne peut se vriller et sauter, ce qui rend le racleur inopérant sans une intervention de maintenance. 3. Obiectifs de l'invention L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients 30 de l'état de la technique cités ci-dessus. 3039357 Plus précisément, l'invention a pour objectif de fournir une technique d'entraînement en translation d'un organe de raclage qui soit fiable et qui ne nécessite que très peu d'interventions et d'opérations d'entretien et de maintenance. 5 Notamment dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un objectif est également de fournir une telle technique d'entraînement qui ne nécessite pas de réglage lorsque la chaîne s'allonge. Un objectif de l'invention est également de fournir une telle technique d'entraînement qui permet le raclage de tout type de fumier. 10 Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui soit simple à installer, et d'un coût de revient réduit. Un objectif de l'invention est également de proposer une telle technique qui soit aisée à utiliser. 4. Exposé de l'invention 15 Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif d'entraînement en translation d'un organe de raclage d'au moins une partie des déjections couvrant un couloir d'un bâtiment d'élevage, tel qu'une étable, comprenant une chaîne destinée à être solidarisée à l'organe de raclage et actionnée à l'aide d'un premier moteur. 20 Selon l'invention, un tel dispositif d'entraînement comprend une première noix solidarisée sensiblement à une première extrémité de la chaîne et une deuxième noix solidarisée sensiblement à une seconde extrémité de la chaîne, la première noix étant apte à être entraînée en rotation par le premier moteur et la deuxième noix étant apte à être entraînée en rotation par un deuxième moteur 25 dans le sens inverse de la première noix, et des moyens de commande de l'alimentation en électricité desdits moteurs, aptes à prendre au moins deux états : - un état d'entraînement dudit organe de raclage dans une première direction, dans lequel ledit premier moteur est alimenté en électricité et l'alimentation en électricité dudit deuxième moteur est coupée ; 3039357 4 un état d'entraînement dudit organe de raclage dans une direction opposée à ladite première direction, dans lequel ledit deuxième moteur est alimenté en électricité et l'alimentation en électricité dudit premier moteur est coupée. 5 Ainsi, de façon inédite, l'invention proposer de mettre en oeuvre deux moteurs pour tirer le rabot dans un sens ou dans un autre, en actionnant tour à chacun des moteurs. Le dispositif d'entrainement selon l'invention est particulièrement faible et simple à mettre en oeuvre. Il ne nécessite par ailleurs que très peu de 10 maintenance. Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le dispositif d'entraînement objet de l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, selon toute combinaison technique opérante. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le premier 15 moteur et le deuxième moteur sont des moteurs de motoréducteurs. L'utilisation de motoréducteurs tournant à une vitesse typique par exemple de 1500 tr/min sous 50 Hz, permet de fournir un couple de sortie élevé apte à tracter une charge importante. De plus, elle permet de déplacer l'organe de raclage lentement, ce qui autorise la stabulation libre des animaux dans le 20 couloir, sans risque de les effrayer ou de les blesser. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, un dispositif d'entraînement tel que décrit ci-dessus comprend une première poulie de guidage de la chaîne, montée entre la première noix et la portion de la chaîne destinée à être solidarisée à l'organe de raclage. 25 La mise en oeuvre d'une poulie permet de maintenir la chaine proche du sol sur la longueur du couloir tout en protégeant le moteur, qui peut être placé en hauteur, du lisier et/ou du fumier couvrant le sol. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend une deuxième poulie de guidage de la chaîne, montée entre la 30 deuxième noix et la portion de la chaîne destinée à être solidarisée à l'organe de raclage. 3039357 5 Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la première noix, le premier moteur et la première poulie sont montés sur un premier support monobloc. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le premier 5 support monobloc présente des moyens d'accrochage pour son transport. Le support monobloc peut ainsi être déplacé aisément et être mis rapidement en place. Selon un aspect particulier de l'invention, la première poulie est positionnée sous la première noix, sensiblement au droit de cette dernière. 10 Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend une caisse de stockage destinée à recevoir la première extrémité de la chaîne lorsque la première noix est entraînée en rotation. Ainsi, le brin mou de la chaîne se déverse dans la caisse de stockage et ne s'entasse pas de façon désordonnée sur le sol, ce qui permet de limiter 15 l'emprise du dispositif d'entraînement au sol. Selon un aspect préférentiel de l'invention, la première et la deuxième noix présentent une pluralité de saillies formant fourchettes destinées à recevoir chacune un maillon de la chaîne. Ces fourchettes permettent ainsi de caler les maillons de la chaine 20 tournés sur la tranche. Par ailleurs, lorsque la noix tourne, au moins un des maillons de la chaine vient en butée sur une des fourchettes, ce qui permet de tirer la chaine. Selon un aspect particulier de l'invention, l'axe de la première noix et l'axe de l'arbre du premier moteur sont horizontaux. 25 Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la chaîne est solidarisée sensiblement en son milieu à l'organe de raclage. Ainsi, on optimise la longueur de chaine nécessaire pour nettoyer le couloir sur toute sa longueur. 3039357 6 Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif tel que décrit ci-dessus comprend des moyens d'accouplement desdites noix avec lesdits moteurs, aptes à prendre au moins deux positions : une première position, dans lequel la première noix est accouplée avec le 5 premier moteur et la deuxième noix est désaccouplée du deuxième moteur ; - une deuxième position, dans lequel la première noix est désaccouplée du premier moteur et la deuxième noix est accouplée avec le deuxième moteur. 10 L'usage du verbe « comporter » ou « comprendre » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments. 15 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en perspective d'un module de traction du racleur présenté en référence à la figure 5 ; - la figure 2 est une vue de côté d'une noix d'entraînement pour chaîne marine selon l'invention ; la figure 3 est une vue en coupe selon la coupe A-A de la noix 25 d'entraînement représentée en référence à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de détail d'une fourchette de la noix d'entraînement présentée sur la figure 2 ; - la figure 5 est une vue schématique, en perspective d'un racleur de fumier et/ou de lisier. 30 1. Description détaillée de l'invention 3039357 7 Sur la figure 5, on a illustré un racleur 550 équipant une étable 500 comprenant un espace de stabulations 510 et un couloir 520. Le racleur 550 est formé d'un rabot 560 entrainé en translation par un dispositif 505, comprenant deux modules de traction 100A et 100B identiques 5 complémentaires et une chaîne 160 fixée en son milieu au rabot 560. Les modules de traction 100A et 100B sont disposés à chaque extrémité du couloir 520 à nettoyer. L'un des deux modules de traction 100A est destiné à tirer le rabot 560 de sorte qu'il pousse les déchets encombrant le couloir 520 vers une fosse aménagée à une extrémité 540 du couloir, tandis que l'autre 10 module 100B est destiné à tirer et donc ramener le rabot dans sa position initiale de stationnement 530, située à l'autre extrémité du couloir. Au cours de son déplacement, le rabot 560 est guidé par un coulisseau 565 coopérant avec une rainure de guidage 525 formée dans le sol du couloir 520. Lorsqu'un des modules de traction 100A ou 100B est activé, il tracte 15 le rabot en mettant en tension la partie de chaîne 160 appelée brin tendu 162, le second module de traction 100 est inactif, laissant courir librement la partie de chaîne 163 formant un brin mou. Ainsi, quel que soit le sens de déplacement du rabot 560, il est tiré par l'un ou l'autre des modules de traction 100A ou 100B. 20 Sur la figure 1, on a représenté le module de traction 100A dans une vue de détail. Le module de traction 100A comprend un châssis 150 monté sur un socle 105, supportant à son sommet un motoréducteur 110 sur l'arbre duquel est monté une noix 200 d'entraînement disposée à la verticale d'une poulie 130 25 de renvoi et d'une caisse 140, encore appelé bac, à chaîne. La poulie 130 est montée sur le socle 105, sensiblement au niveau du sol et est alignée avec la rainure de guidage 525 du rabot, ménagée dans le sol du couloir 520. La partie de la chaîne 162, fixée au rabot, sort de la rainure 525 de 30 guidage du rabot et la poulie 130 la renvoie vers la noix 200. En sortie de la noix 200, la portion de chaîne 164 est stockée dans le bac 140. 3039357 8 La poulie 130 présente une gorge de guidage 132 conformée pour maintenir au mieux la chaîne 160 en place. Cette gorge 132 a une largeur sensiblement supérieure à celle d'un maillon de la chaîne 160 et une profondeur sensiblement égale à une moitié de la largeur du maillon. 5 Pour garantir que la chaîne 160 soit convenablement tirée par le module de traction 100A, l'arc d'enroulement de la chaîne 160 autour de la noix 200 est supérieur à 90°. Avantageusement, cet arc d'enroulement est compris entre 120° et 180° et préférentiellement entre 145° et 180°. Enfin, pour permettre à la chaîne souillée de s'égoutter pendant le 10 stockage dans le bac 140, le fond 141 du bac 140 est perforé et surélevé par des pieds 142. Le fond perforé 141 permet, en outre, l'évacuation de l'eau de pluie qui, sans cela, s'accumulerait dans le bac 140 lorsque le module de traction 100A est situé à l'extérieur d'un bâtiment. Pour tirer le rabot 560 vers l'extrémité 540, un module de commande 15 alimente en électricité le motoréducteur du module de traction 100A et coupe l'alimentation électrique du motoréducteur du module de traction 100B, qui devient inactif. A l'inverse, pour ramener le rabot 560 dans la position de stationnement 530, le module de commande coupe l'alimentation électrique du motoréducteur du module de traction 100A et alimente en électricité le 20 motoréducteur du module de traction 100B, qui devient actif. Selon une variante, un accouplement mécanique, tel qu'un embrayage par exemple, est monté entre l'arbre du moteur du motoréducteur 110 et l'arbre portant la noix 200. Cet accouplement mécanique peut être rendu temporairement inactif et permet d'embrayer ou de débrayer la noix 200 du 25 motoréducteur selon que le module de traction qui le porte est activé ou non. Ainsi, lorsque la noix est débrayée, elle devient folle et laisse glisser la chaine. Au contraire, lorsque la noix est embrayée, elle tourne à la vitesse de l'arbre du motoréducteur et tire la chaine. Sur les figures 2 et 3, on a représenté des vues de détail d'une noix 200 30 d'entraînement équipant les modules de traction 100A et 100B illustrés en référence à la figure 1, respectivement de côté et en coupe. La noix 200 est 3039357 9 formée d'un moyeu appelé noyau 210 cylindrique et de deux flasques 220 circulaires, soudées sur le noyau 210 et délimitant une première gorge 215 encore appelée principale. Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, les flasques 220 5 s'étendent au-delà de ladite gorge sur une hauteur 260 de 45 millimètres. Pour permettre la prise par la noix 200 de la chaîne 160, les flasques 220 comprennent sur la face interne 221 des dents 240 d'orientation radiale, espacées selon un pas régulier. Les deux dents 240 des deux flasques 220 sont disposées en vis-à-vis, chaque paire de dents formant une 10 fourchette 249. Chaque dent 240 de l'une des fourchettes 249 a un profil similaire selon l'orientation axiale de la noix, avec une largeur sensiblement constante présentant deux flancs aux faces sensiblement parallèles et aux arêtes arrondies. La dent 240 de la fourchette 249 représentée en détail sur la figure 4 15 présente une hauteur h selon la distance radiale entre un cercle de pied correspondant au diamètre df du cylindre formant le noyau 210 et un cercle de tête de diamètre da délimitant le sommet de la dent 240 de la fourchette 249. Cette hauteur h de la dent 240 de la fourchette 249 comprend une hauteur de saillie ha et une hauteur de creux hf. 20 La hauteur de creux hf correspond dans la partie proximale 244 de la dent 240 de la fourchette 249 à une base 241 d'épaisseur constante. Approximativement à mi-hauteur, la dent 240 de la fourchette 249 présente un décrochement 242 dans son épaisseur. Ce décrochement 242 est l'amorce d'une portion 243 correspondant à la hauteur de saillie ha dans laquelle l'épaisseur 25 diminue régulièrement jusqu'à l'extrémité distale de la dent 240 de la fourchette 249. En outre, l'extrémité distale de la dent 240 est tangente avec la face interne 221 du flasque 220. Les dimensions de la noix et le pas entre chaque dent 240 des fourchettes 249 sont fonction de la taille d'une maille de la chaîne utilisée. Ainsi, 30 l'épaisseur de la dent 240 au niveau de la base 241 est telle qu'entre deux dents 240 en vis-à-vis de la fourchette 249, subsiste, au droit de la gorge 230 3039357 10 secondaire, un espace de dimension sensiblement supérieure ou égale à la section d'un maillon de la chaîne 160. Pour assurer un bon maintien de la chaîne dans la noix et limiter les sauts de la chaîne, la dent 240 de la fourchette 249 comprend de plus des 5 flancs 241 et 242 sensiblement parallèles. En outre, les faces internes 221 des flasques 220 sont sensiblement parallèles. Deux fourchettes 249 successives délimitent un logement 250 pour un maillon de la chaîne 160 à entraîner. Les flancs 241 et 242 des dents 240 des fourchettes 249 servent alors de butée pour le maillon de la chaîne 160 inséré 10 dans le logement, transmettant par contact l'effort produit par le motoréducteur à la chaîne 160 qui est tirée. Grâce au logement ainsi constitué, la chaîne peut vriller dans la noix 200, sans sauter et donc continuer à être entraînée par la noix 200. De même, l'entraînement est assuré même si la chaîne est complètement tendue, 15 sous l'effet de la traction. Pour améliorer la prise des maillons de la chaîne en contact sur la tranche avec la noix 200, une deuxième gorge 230 est formée sur le noyau 210. Cette gorge 230 secondaire présente une dimension en largeur sensiblement supérieure ou égale à la section d'un maillon de la chaîne et en profondeur 20 sensiblement supérieure ou égale à la moitié de la section d'un maillon. Le centrage de la noix 200 sur l'arbre du moteur du motoréducteur est assuré par un alésage 231 central formé usiné dans le noyau 210. Ce noyau 210 comprend dans le sens axial de l'alésage une rainure 232 pour maintenir en rotation par clavetage la noix 200 sur l'arbre du motoréducteur. 25 Selon une variante, le noyau 210 de la noix 200 s'étend à l'extérieur d'une des flasques 220, suivant son axe, sous la forme d'une portion cylindrique externe. Ce prolongement du noyau permet d'équiper le module de traction d'un frein sous la forme d'une courroie ou d'une lanière agissant par frottement sur ce cylindre externe. 30 Selon une variante autre variante, l'ensemble formé du noyau 210 et des flasques 220 est obtenu en fonderie par moulage. 3039357 11 La technique décrite ci-dessus pour réaliser une noix d'entraînement pour chaîne peut être utilisée dans différents types d'équipements de traction ou poulies, par exemple pour constituer un élément de traction d'une chaîne d'un système de levage ou d'un système d'amarrage dans un ouvrage flottant comme 5 un navire, une plateforme ou autre. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement en translation d'un organe de raclage d'au moins une partie des déjections couvrant un couloir d'un bâtiment d'élevage, tel qu'une étable (500), comprenant une chaîne (160) destinée à être solidarisée audit organe de raclage (560) et actionnée à l'aide d'un premier moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une première noix (200) solidarisée sensiblement à une première extrémité de ladite chaîne et une deuxième noix solidarisée sensiblement à une seconde extrémité de ladite chaîne, ladite première noix étant apte à être entraînée en rotation par ledit premier moteur et ladite deuxième noix étant apte à être entraînée en rotation par un deuxième moteur dans le sens inverse de ladite première noix, et des moyens de commande de l'alimentation en électricité desdits moteurs (110), aptes à prendre au moins deux états - un état d'entraînement dudit organe de raclage dans une première direction, dans lequel ledit premier moteur est alimenté en électricité et l'alimentation en électricité dudit deuxième moteur est coupée ; - une état d'entraînement dudit organe de raclage dans une direction opposée à ladite première direction, dans lequel ledit deuxième moteur est alimenté en électricité et l'alimentation en électricité dudit premier moteur est coupée. 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier moteur et ledit deuxième moteur (110) sont des moteurs de motoréducteurs. 3. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une première poulie (130) de guidage de ladite chaîne, montée entre ladite première noix et la portion de ladite chaîne destinée à être solidarisée audit organe de raclage. 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième poulie (130) de guidage de ladite chaîne, montée entre 3039357 13 ladite deuxième noix et la portion de ladite chaîne destinée à être solidarisée audit organe de raclage. 5. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ladite première noix (200), ledit premier moteur (110) et 5 ladite première poulie (130) sont montés sur un premier support monobloc. 6. Dispositif d'entraînement (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit premier support monobloc présente des moyens d'accrochage pour son transport. 7. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 10 caractérisé en ce qu'il comprend une caisse de stockage (140) destinée à recevoir ladite première extrémité de ladite chaîne lorsque ladite première noix est entraînée en rotation. 8. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites noix présentent une pluralité de saillies formant 15 fourchettes (249) destinées à recevoir chacune un maillon de ladite chaîne. 9. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'axe de ladite première noix (200) et l'axe de l'arbre dudit premier moteur (110) sont horizontaux. 10. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 20 caractérisé en ce que ladite chaîne (160) est solidarisée sensiblement en son milieu audit organe de raclage (560).