Brevet FR3047142A1 — publié le 20170804

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un broyeur, notam- ment pour broyer les végétaux à la surface d'un terrain cultivable, notamment avant le passage des machines pour le travail du sol telle qu'une charrue. Un outil à dents ou disques, pour le semis tel qu'un se- moir. Etat de la technique Le broyage consiste à broyer finement pour : faciliter le travail du sol, l'implantation d'une culture, réduire les risques de contamination de la culture suivante, favoriser la décomposition (humidification et minéralisation). Il est connu d'utiliser des broyeurs installés à l'arrière d'un tracteur pour broyer les végétaux qui encombrent la surface d'un champ avant de labourer le champ ou travailler le sol pour favoriser et accélérer la décomposition. Les végétaux ainsi broyés peuvent facilement être intégrés dans la terre travaillée. De façon plus détaillée, les broyeurs servent à couper ou broyer des végétaux, des chaumes de cultures, des résidus, des taillis... en amont de la deuxième phase de travail qui consiste à travailler la terre par des outils à dents, outils à disques, une charrue, un semoir, tirés ou portés par un tracteur. Actuellement ce travail en deux phases nécessite deux passages sur le terrain car la conception des broyeurs ne permet pas d'utiliser le broyeur comme un timon ou un attelage auquel on attacherait à l'arrière, soit un outil à dents soit un outil à disques soit une charrue soit un semoir. Toutefois, cette technique a plusieurs inconvénients. Tout d'abord le broyeur étant installé à l'arrière du tracteur qui l'entraîne, les roues du tracteur écrasent une partie importante des végétaux qui ne peuvent plus être repris ensuite par le broyeur pour être déchiquetés en morceaux de petite dimension. L'efficacité de la décomposition ou de l'enfouissement des végétaux dans le sol s'en ressent. De plus, le broyeur étant installé à l'arrière du tracteur il faut d'abord faire un passage dans le champ pour broyer les végétaux puis dételer le broyeur et installer une charrue pour labourer la terre 3047142 2 car le broyeur installé derrière un tracteur ne permet pas l'installation d'une autre machine qui serait combinée à celle équipée du broyeur. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un 5 broyeur permettant de traiter efficacement les végétaux à la surface d'un terrain pour favoriser la décomposition et l'enfouissement des déchets broyés des végétaux broyés pour, tout en simplifiant le travail du sol en associant plusieurs machines pour réduire le nombre de passages. 10 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un broyeur agricole, frontal pour équiper un tracteur, caractérisé en ce qu'il comporte une tête d'attelage fixée à l'arrière du châssis et ayant un chariot fixé à la tête d'attelage, un rail transversal fixé au châssis, un vérin de transla- 15 tion pour commander le déplacement du rail et du broyeur par rapport à la tête d'attelage, le vérin étant relié à un point fixe du rail au chariot pour positionner le rail et le châssis du broyeur par rapport au chariot, et un moteur hydraulique relié aux outils (couteaux, rotors) du broyeur pour les entraîner mécaniquement en rotation. 20 Le broyeur frontal à entraînement hydraulique permet d'atteler au tracteur un outil de travail du sol à dents, à disques, une charrue, un semoir... sur l'attelage arrière du tracteur, si bien que les différents travaux sont effectués au cours d'un seul passage. Cela se traduit par une économie de temps considérable, d'autant plus que le 25 montage frontal du broyeur offre des avantages insoupçonnés, par rap- port au montage du broyeur derrière le tracteur car la végétation à broyer n'est pas écrasée. Le broyeur frontal à entraînement hydraulique ne modifie en rien les équipements ou les investissements d'un agriculteur qui, s'il 30 dispose déjà d'un outil de travail du sol à dents, à disques, d'une char- rue, d'un semoir..., aura seulement à faire l'acquisition d'un broyeur frontal à entraînement hydraulique, son tracteur étant lui aussi déjà équipé d'un dispositif d'attelage frontal (attelage trois points). Le broyeur frontal selon l'invention offre l'avantage 35 d'équilibrer le convoi formé par le tracteur, précédé du broyeur suivi par 3047142 3 un outil de travail du sol. L'installation frontale du broyeur offre une souplesse d'utilisation et de conduite remarquable pour l'exécution du travail, même si le tracteur est équipé du seul broyeur et ne tracte pas d'équipement. Le conducteur peut parfaitement surveiller la zone de 5 travail pour effectuer un travail impeccable. Cela est très intéressant en bordure de champ, à proximité de haies ou dans le cas d'une enceinte clôturée, car cela permet de travailler à vue dans des endroits parfois difficilement accessibles. Le moyen d'actionnement permet de déplacer et de main- 10 tenir en place le broyeur entre une position déportée et une position centrée par rapport au plan médian du tracteur. Cela est très intéressant en bordure de champ, à proximité de haies, pour contourner un obstacle ou au contraire atteindre une surface décalée par rapport au trajet normal de l'engin. 15 La liaison entre le châssis et le dispositif d'attelage, est faite par axe pivotant, qui permet au broyeur de fonctionner toujours dans la position la plus parallèle au sol lorsque le tracteur circule dans une position inclinée, comme pour la technique du labour, qui nécessite de suivre la raie de labour. 20 L'entraînement des rotors par un ou plusieurs moteurs hydrauliques rend leur montage simple et souple puisque la seule liaison entre le moteur et la source d'entrainement (circuit hydraulique du tracteur ou centrale hydraulique indépendante) est un flexible, évitant l'équipement d'une prise de force à l'avant du tracteur qui de plus, 25 compliquerait la transmission des rotors pour le déport latéral du corps du broyeur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le broyeur comporte un moyen de blocage du pivot lorsque le corps du broyeur est en position centrée. Ce moyen de blocage permet le relevage 30 du broyeur en position centrée sans que celui-ci ne risque de pivoter d'un côté ou de l'autre du fait que le broyeur n'est pas nécessairement équilibré même dans sa position centrée. D'une manière particulièrement intéressante, le moyen de blocage se compose d'une butée portée par la tête d'attelage et d'une 35 came portée par le corps, la came en position centrée du corps coopé- 3047142 4 rant avec la butée pour bloquer le pivot en reliant le chariot à la tête d'attelage. Cette forme de came ou de rampe pour la butée sont des formes intéressantes car elles permettent de compenser les légères diffé- 5 rences d'orientation du corps du broyeur et de la tête d'attelage au mo- ment où on recentre le corps du broyeur sur la tête d'attelage. Ce guidage par un effet de came ou de rampe garantit ainsi le positionnement mécanique simple du corps du broyeur en position centrée et bloquant par là, le mouvement de pivotement libre autour du pivot. lo Suivant une autre caractéristique, le rail est composé de deux tubes parallèles écartés dont les extrémités sont reliées de chaque côté par une traverse elle-même fixée au corps et le chariot a des manchons coulissants engagés sur les deux tubes formant le rail, le vérin de translation étant relié par sa tige à une traverse et par le cylindre (fût), 15 au chariot. La réalisation du rail sous forme de deux tubes parallèles est intéressante car simple et efficace. Ces deux tubes laissent entre eux l'espace pour recevoir l'actionneur transversal, c'est-à-dire le vérin de translation. 20 Suivant une autre caractéristique avantageuse, le chariot est relié à son manchon engagé sur le pivot de la tête d'attelage par une liaison démontable, par exemple une liaison vissée de sorte que la tête d'attelage avec le pivot et le manchon constituent un module mécanique et le rail avec le chariot constituent l'autre module mécanique, ces deux 25 modules étant assemblés de manière amovible, ce qui simplifie considé- rablement la fabrication de cette partie du broyeur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un broyeur frontal re- 30 présenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma en vue de dessus d'un broyeur frontal équipant un tracteur agricole, - la figure lA est une vue partielle à échelle agrandie du broyeur de la figure 1, 3047142 5 - la figure 2 est une vue de côté du broyeur frontal attelé à un tracteur selon la figure 1, - la figure 2A est une vue à échelle agrandie partielle de la figure 2, - les figures 3A, 3B montrent en vue de dessus deux positions de décor 5 extrême du broyeur par rapport à la tête d'attelage et au tracteur qui porte le broyeur, - la figure 3C montre la position centrée du broyeur dans les mêmes conditions que les figures 3A-3B, - la figure 4 est une vue en perspective avant d'un mode de réalisation 10 d'un broyeur frontal selon l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective arrière du broyeur frontal de la figure 4, - la figure 6 est une vue de la tête d'attelage du broyeur frontal des figures 4 et 5, 15 Description de modes de réalisation de l'invention Les figures 1, 1A, 2, 2A sont des vues en plan et des vues de côté très schématiques d'un tracteur agricole TA équipé à l'avant d'un broyeur frontal 1 et à l'arrière d'une machine MA pour le travail du sol S telle qu'une charrue à socs ou disques, un outil à dents ou 20 disques suivie éventuellement d'autres machines tel qu'un semoir. Pour faciliter la description, l'avant et l'arrière sont indiqués par AV, AR. Le broyeur 1 est relié à l'attelage trois points A3P à l'avant du tracteur et à un circuit hydraulique de celui-ci pour 25 l'entraînement de ses outils. Le broyeur frontal 1 se compose d'un corps 10 figuré par un rectangle équipé d'outils de broyage tels que des couteaux ou des marteaux, cuillères ou des fléaux en Y, logés dans un carter ; délimité par une jupe en tôle. 30 Le corps 10 du broyeur a un avant 101 et un arrière 102 selon son sens de déplacement, l'avant du broyeur avalant les végétaux V qui sont ensuite rejetés broyés VB à l'arrière. Dans le cas d'un broyeur 1 à deux rotors 12 garnis d'outils comme ceux schématisés à la figure 1, le sens de rotation est opposé de façon que les végétaux à 35 broyer V soient entraînés vers le plan médian MM du broyeur 1 alors 3047142 6 que les végétaux broyés sont dispersés latéralement par les rotors dans le carter 11. Le carter 11 forme l'habillage du corps 10 pour confiner les végétaux et protéger les rotors 12 ou éviter que ceux-ci ne présen- 5 tent un risque. Le carter 11 peut avoir une sortie côté arrière permet- tant de concentrer les produits broyés en un jet ou encore limiter leur dispersion à la largeur du broyeur. Le corps 10 porte les paliers 121 des rotors 12 et la transmission mécanique 13 vers les deux rotors à partir d'un moteur 10 hydraulique 14 relié par des flexibles au circuit hydraulique du tracteur pour entraîner ainsi les rotors. Le broyeur 1 est relié au dispositif d'attelage en trois points A3P du tracteur par sa tête d'attelage 20 formée d'un chevalet 21 figuré schématiquement par une plaque à trois points de fixation 211, 15 212, 213 pour être reliés aux points de fixation du dispositif d'attelage A3P du tracteur TA. Ce chevalet 21 porte un pivot 22 relié à un chariot 23 mobile transversalement par rapport au corps 10 du broyeur sur un rail transversal 24 dont les deux extrémités 241 sont fixées à chaque côté latéral 103, 104 du corps 10. 20 Cette mobilité est relative car la tête d'attelage 20 est fixe transversalement par rapport au tracteur, le rail et le corps 10 étant mobiles transversalement. Un actionneur hydraulique 25 tel qu'un vérin à double ef- fet est relié par une extrémité au corps 10 et par l'autre au chariot 23. 25 L'actionneur hydraulique 25 déplace ainsi le rail 24 et le corps 10 du broyeur, transversalement par rapport au chariot 23 et au chevalet 21. Cela permet de déporter le broyeur 1 d'un côté ou de l'autre du plan médian de la tête de l'attelage 20 et du tracteur TA comme cela sera détaillé ensuite ou de le laisser en position centrée. 30 Le chariot 23 est relié au chevalet 21 par un manchon de palier 221 d'axe longitudinal, engagé sur le pivot 22 du chevalet 21. Le chariot 23 pivote autour de cet axe longitudinal. L'avant 101 du corps 10 est porté par deux roues de jauge 30, écartées transversalement pour permettre au broyeur 1 de 35 suivre la surface du terrain à une hauteur donnée, fixée par les roues 3047142 7 de jauge 30 lorsque le tracteur TA est incliné si ses roues avant et arrière d'un côté suivent la raie de labour, le corps 10 du broyeur restant parallèle à la surface du terrain. Le broyeur 1 traite une bande de terrain B en amont du 5 tracteur TA ce qui permet de broyer efficacement toute la végétation de la bande B contrairement à un broyeur installé derrière le tracteur et qui ne peut pas broyer les végétaux écrasés par les roues du tracteur. Les figures 3A, 3B montrent les deux positions extrêmes de déport du corps 10 du broyeur 1 par rapport à la tête d'attelage 20 10 selon les travaux à effectuer et l'équipement agricole MA attelé à l'arrière du tracteur TA. Ce double déport offre de multiples possibilités d'adaptation aux particularités du travail et permettent de contourner des obstacles, par exemple pour ne pas être gêné sur une trajectoire rectiligne par un obstacle tel qu'un poteau ou un tronc d'arbre. Le dé- 15 port d'un côté ou de l'autre est également intéressant par exemple si la machine agricole MA est une charrue à plusieurs corps à retournement de sorte que selon le sens de passage de la charrue sur le chantier, les versoirs déversent à droite ou à gauche et le broyeur sera déporté en conséquence, pour broyer les végétaux de la bande du terrain qui sera 20 travaillée par la charrue. Les figures 3A, 3B montrent également un moyen de blocage 26 du pivot 22, 221 du broyeur 1 lorsqu'il est en position centrée, non déporté, cette dernière position centrée étant représentée à la figure 3C. 25 Le moyen de blocage 26 du pivotement se compose d'une butée 261 portée par le chevalet 21 de la tête d'attelage et d'une came 261 portée par le corps 10 coopérant avec la butée 261 lorsque le corps 10 du broyeur est en position centrée avec le corps 10. La came 262 constitue un exemple de moyens pour coo- 30 pérer avec la butée 261 ; la butée 261 peut par exemple être en forme de rampe transversale dans, sur ou sous laquelle s'engage la came 262 lorsqu'elle vient en position centrée et qu'elle est en position centrée avec le corps 10. Il est intéressant, voire indispensable que le pivotement 35 du broyeur puisse être neutralisé en position centrée qui est aussi la 3047142 8 position de relevage du broyeur ; cette opération nécessite la stabilisation du broyeur. La position centrée, bloquée n'est pas gênante pour le travail du broyeur car dans cette position centrée, le tracteur ne circule 5 pas en position inclinée avec des roues qui suivraient la raie de labour, mais à plat sur le terrain. Le mode de réalisation particulier du broyeur présenté de manière générale et simplifiée aux figures 1, 1A, 2, 2A, 3A-3C sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des figures 4, 5, 6 pour 10 les variantes et les réalisations de certaines caractéristiques générales décrites ci-dessus. Selon les figures 4 et 5, le broyeur 1 se compose du corps 10 rectangulaire à structure mécano-soudée avec des traverses portant les paliers 121 des rotors 12 fixés le cas échéant à des entretoises ca- 15 chées par le carter 11 en tôle couvrant le dessus du corps. Le moteur hydraulique 14 est monté à l'avant et dans le plan médian du corps 10. Il est relié par son arbre de sortie 141 à une boîte de transmission 13 médiane pour attaquer les deux arbres de transmission 132 reliés chacun à un palier de rotor 121. 20 A l'avant 101, le corps 10 est équipé des deux roues de jauge 30 pivotant librement pour soutenir le broyeur à une hauteur donnée au-dessus du sol. Les roues peuvent également être fixées à l'arrière du corps. L'arrière 102 du corps du broyeur est équipé de sa tête 25 d'attelage 320 pour l'attelage trois points à l'avant du tracteur et per- mettant le réglage de la position transversale du broyeur 1 par rapport au plan médian ainsi que le pivotement autour de l'axe longitudinal pour assurer le parallélisme avec le sol lorsque le tracteur circule en position inclinée par rapport au sol. 30 La tête d'attelage 320 se compose d'un chevalet 321 à trois jambes formées par un arceau transversal 322a et une jambe 322b dans le plan médian ; les trois branches sont terminées par les points de fixation 211, 212, 213 comme cela a déjà été décrit pour la liaison avec les trois points d'attelage du tracteur. 3047142 9 La base du chevalet 321 porte le pivot 22 d'axe de pivotement orienté longitudinalement (xx). Une extrémité 22a du pivot 22 est reliée à l'extrémité inférieure de la jambe médiane 322b du chevalet 321 et l'autre extrémité 22b du pivot est reliée à une traverse 323 fixée 5 aux deux extrémités de l'arceau 322a. Le pivot 22 porte par l'intermédiaire de deux paliers 22 la,b équivalents au manchon de pivot 221 décrit ci-dessus, le chariot 23 monté sur les deux tubes 242 formant le rail transversal 24 par deux manchons coulissants 231. Le chariot 23, solidaire des manchons 10 231 est relié aux deux paliers 221a,b portés par le pivot 22 par un as- semblage vissé, démontable. Les deux tubes 242 formant le rail 24 sont soudés aux extrémités à une traverse 241 en forme de plaque. Les deux traverses 241 sont elles-mêmes soudées aux panneaux latéraux 103, 104 du 15 corps 10. La tête d'attelage 320 étant fixe par rapport au plan médian MM, le corps 10 du broyeur fixé au rail 24 constitue ainsi un ensemble mobile par rapport à la tête d'attelage 320. Le déplacement transversal du châssis 10 est commandé par l'actionneur hydraulique 20 25, ici un vérin à double effet dont l'extrémité de la tige de piston 251 est reliée à une traverse ou plaque 241 et le cylindre 252 au chariot 23. Le vérin 25 est soutenu et protégé par une traverse mobile se déplaçant sur le rail. La figure 6 montre la tête d'attelage 320, le chariot 23 et 25 les tubes 242 du rail, séparés du corps 10. Les flexibles hydrauliques reliés au vérin 25 et ceux du moteur hydraulique 14 arrivent également dans la région de la tête d'attelage 320 pour être raccordés aux circuits hydrauliques de tracteur n'apparaissant que partiellement. Les figures 4, 5, 6 ne montrent pas le détail du moyen de 30 blocage du pivotement du chariot 23 et du corps 10 par rapport à la tête d'attelage 320 pour ne pas compliquer la présentation. Ce moyen de blocage 26 décrit ci-dessus est par exemple constitué par une came fixée à l'arrière du corps 10, en son milieu, pour bloquer le mouvement libre de pivotement du corps par rapport à la tête d'attelage 320 et plus 35 précisément par rapport au chevalet 321. 3047142 10 Une réalisation simple de ce moyen de blocage se compose d'une came portée par le corps 10 et coopérant en s'appuyant en position centrée contre le dessous de la traverse 323 qui joue alors le rôle de la butée 261 décrite aux figures 3A-3C. 5 3047142 11 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Broyeur 10 Corps du broyeur 5 101 Avant du corps de la machine 102 Arrière du corps de la machine 103 Côté latéral / panneau latéral 104 Côté latéral / panneau latéral 105 traverses 10 11 Carter 12 Rotor 121 Palier 13 Transmission mécanique 131 Boîtier de transmission 15 132 Arbre de transmission 14 Moteur hydraulique 141 Arbre de sortie 20 Tête d'attelage 21 Chevalet 20 211,212,213 Points de fixation 22 Pivot 22a, 22b Extrémités du pivot 221 Manchon de pivot 221a , 221b Palier 25 23 Chariot 231 Manchon coulissant 24 Rail transversal 241 Traverse / Plaque 242 Tube 30 243 Traverse 25 Actionneur hydraulique (vérin) 251 Tige de piston 252 Cylindre (fût de vérin) 26 Moyen de blocage du pivotement 35 261 Butée 3047142 12 262 Came 30 Roue de jauge 320 Tête d'attelage 321 Chevalet 5 322a Arceau transversal 322b Jambe 323 Traverse A3P Attelage trois points TA Tracteur agricole 10 MA Machine agricole V Végétation VB Végétation broyée REVENDICATIONS1°) Broyeur, frontal pour équiper un tracteur, caractérisé en ce qu'il comporte - une tête d'attelage (20) fixée à l'arrière d'un corps de broyeur (10) et ayant un chariot (23) fixé à la tête d'attelage (20), un rail transversal (24) fixé au corps (10), un vérin de translation (25) pour commander le déplacement du rail (24) et du corps par rapport à la tête d'attelage (20), le vérin (25) étant relié à un point fixe du rail (24) et au chariot (23) pour positionner le rail (24) et le corps (10) du broyeur par rapport au chariot (23), et - un moteur hydraulique (14) est relié aux outils (couteaux, rotors) du broyeur pour les entraîner mécaniquement en rotation. 2°) Broyeur frontal selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le chariot (23) est relié à la tête d'attelage (20) par un pivot longitudinal (22, 221) et - l'avant du corps (10) est équipé de deux roues de jauge (30) formant des points d'appui latéraux. 3°) Broyeur frontal selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comporte un moyen de blocage (26) du pivot (22, 221) lorsque le corps (10) est en position centrée. 4°) Broyeur frontal selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de blocage (26) se compose d'une butée (261) portée par la tête d'attelage (20) et d'une came (262) portée par le corps (10) et qui, en po- sition centrée du corps (10), coopère avec la butée (261) pour bloquer le pivot (22, 221) reliant le chariot (3) à la tête d'attelage (20). 5°) Broyeur frontal selon la revendication 1, caractérisé en ce que 3047142 14 le rail (24) est formé de deux tubes parallèles (242) écartés dont les extrémités sont reliées de chaque côté par une traverse (241) fixée au corps (10) . et le chariot (23) a des manchons coulissants (231) engagés sur les deux 5 tubes (242) formant le rail. le vérin de translation (25) étant relié par sa tige (251) à la traverse (241) et le cylindre (252) du vérin est porté par le chariot (23). 10