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"Perfectionnements apportés aux appareils agricoles à rotor de coupe"
La présente invention concerne les appareils agricoles du genre généralement connu sous le nom de "moissonneuses four- ragères" dans lesquels on utilise des éléments de coupe rota- tifs du type à fléau, c'est-à-dire des bras de coupe montés en pivotement en des points régulièrement répartis à la péri- phérie d'un rotor central de support de façon à être animés d'un mouvement de projection vers l'extérieur, le bord de coupe de chacun d'eux étant orienté sensiblement suivant la direction de l'axe de rotation du rotor. Un appareil de ce
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genre est en général prévu pour être fixé à un tracteur dont l'arbre de commande entraîne ledit rotor.
Lorsqu'on ne limite pas le mouvement de projection vers l'extérieur des bras de coupe, ces derniers sont maintenue dans la position de coupe par la força centrifuge qui résulte de la rotation du rotor et c'est l'énergie cinétique résultante emmagasinée dans chaque bras qui fournit la force de coupe de ce bras. Toutefois, lors de la rencontre avec la matière à couper, une partie de cette énergie est absorbée par la résis- tance de cette matière et, du fait de cette résistance, le bras de coupe pivote vers l'arrière par rapport au rotor jusqu'à ce que l'on atteigne un équilibre entre la force qui résulte de cette partie de l'énergie et la force de réaction provenant de la résistance de la matière.
La coupe a alors lieu sous l'effet de la force correspondant au reste de l'éner- gie cinétique du bras de coupe. Une telle absorption d'énergie a donc pour résultat une réduction de la force de coupe avec une perte dont on pourrait autrement disposera c'est pourquoi l'invention a pour but de diminuer ou même de supprimer une telle perte
Dans ce but, la présente invention a pour objet un rotor de coupe pour un appareil du genre mentionné ci-dessus et com- prenant des moyens associés à chaque élément de coupe pour limiter son mouvement de projection vers l'extérieur de façon à ce qu'une ligne longitudinale passant sensiblement par l'axe de pivotement et par le centre de gravité de l'élément ren- contre une ligne transversale passant par cet axe de pivotement et par l'are de rotation du rotor,
ces moyens permettant un mouvement.de pivotement de l'élément dans une direction opposée au sens de rotation du..rotor. Par ces moyens, le mouvement de pivotement vers l'arrière de l'élément qui résulte de la ré- sistance de la matière à couper,diminue progressivement au
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fur et à mesure que l'angle de la ligne longitudinale et de la ligne transversale se rapproche de la valeur correspondant à la position qu'occupe l'élément lorsque l'état d'équilibre mentionné ci-dessus est atteinte Dans ces conditions, il n'y a pratiquement pas d'absorption d'énergie cinétique, ce qui a pour résultat que, pour n'importe quelle vitesse de rotation donnée du rotor, la force de coupe est pratiquement maximale.
En outre, si l'élément de coupe rencontre une résistance ex- cessive, due par exemple à des chocs sur des pierres, l'élément peut pivoter vers l'arrière de façon à éviter une rupture ou des dégâts importants.
C'est pourquoi, afin d'obtenir de meilleurs résultats, la position initiale des éléments sur le rotor est telle que l'on puisse obtenir l'angle d'équilibre mentionné ci-dessus, bien qu'il faille noter que le degré d'absorption d'énergie cinétique et donc la perte en force de coupe diminuent pro- gressivement avec un accroissement progressif de la limitation du mouvement de projection vers l'extérieur jusqu'à un tel angle de limitation.
Les moyens de limitation peuvent être constitués par une simple butée faisant saillie sur le bras de coupe et située, lorsqu'il se trouve dans la position prédéterminée, au voi- sinage immédiat du corps du rotor de façon à venir au contact de ce corps dès que l'élément tend à se diriger vers l'exté- rieur sous l'effet de la force centrifuge.
Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de limitation comprennent toutefois une tige de traction qui est montée en pivotement sur le bras de coupe en un point situé entre son axe de pivotement et le bord de coupe et, qui est orientée vers l'arrière du bras, par rapport à la direction du mouvement de coupe, de façon à relier ce bras au rotor.
Le montage des éléments de coupe sur le rotor est de
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préférence tel que l'ensemble de ce dernier soit pratiquement équilibré dynamiquement et le montage ci-dessus se prête par- ticulièrement à une amélioration des caractéristiques d'équili- brage du rotor de coupe.
Ainsi, avec des bras de coupe montés en pivotement libre et alors que l'on peut obtenir l'équili- brage dynamique pendant que le rotor fonctionna dans des con- ditions de charge nulles, on constate que, dès que chaque bras de coupe frappe la matière à couper et pivote vers l'arrière jusqu'à ce que l'on obtienne l'équilibre ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus il se produit pour le rotor une force de déséquilibrage qui tend à engendrer des vibrations dans tout l'appareil.
Avec le montage conforme à l'invention, tous les bras sont initialement disposés dans une position prédéterminée et, lorsque cette position est telle que l'on obtient l'angle d'équilibre mentionné plus haut, les bras ne subissent prati- quêtent pas de mouvement à partir de la position initiale pour des conditions de travail en charge normales, ce qui en- traine qu'un rotor de coupe équilibré demeure dynamiquement équilibré dans des conditions de travail sous charge normale.
La description qui va suivre en regard des dessins anne- xés à titre d'exemple non limitatif permettra de bien compren- dre comment la présente invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue en élévation d'un appareil con- forme à l'invention en coupe suivant son plan de symétrie.
La figure 2 est une vue en plan de l'objet de la figure 1.
La figure 3 est une vue de gauche de l'objet de la fi- gure 1, partielle et en coupe suivant la ligne 3-3 de cette figure.
La figure 4 est une vue de gauche de l'objet de la figure 3 en coupe suivant la ligne 4-4 de cette figure.
La figure 5 est un schéma montrant la disposition des
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éléments de coupée
La figure 6 est une vue à plus grande échelle d'une
Partie de l'objet de la figure 4.
La figura ? est une vuo de droite de l'objet de la figure 6,
Les figures 8 et 9 sont des diagrammes des forées inter- venant au cours du fonctionnement de l'appareil,
Un rotor de coupe 11 est monté par l'intermédiaire de roulements à billes dans des paliers 12 solidaires d'un châssis 13 monté en pivotement sur l'axe d'une paire de roues 14 qui sont montées librement sur un essieu 15 et qui permet- tent le support de l'appareil sur le soit Un attelage 16 fixé sur le châssis 13 sert à rattacher l'appareil à un tracteur) non représenté sur les figures, par l'intermédiaire d'une articulation 17.
Le cylindre 11 est entraîné, par l'intermé- diaire de courroies en V 18 et d'une botte de vitesses 19, à partir de l'arbre de commande du tracteur qui est relié à l'arbre d'entrée 21 de la boite 19. Un cylindre hydraulique 22 est monté en pivotement en un point 23 sur le châssis 13 et il contient un piston 24 monté en pivotement en un point 26 sur l'essieu 15; ce cylindre 22 et son piston 24 permettent d'élever ou d'abaisser à volonté le rotor 11 en faisant pivo- ter le châssis 13 autour de l'axe des roues 14.
Le rotor 11 comprend un tube central 27 présentant des portées 28 et 29 par lesquelles il est monté dans les paliers 12, Une série de chapes 31 en forme de U sont soudées sur 10 tube 27, le pied de ces chapes 31 présentant une forme concavo de façon à D'adapter sur la périphérie du tube 27. Les chapes 31 portent des axes 33 sur lesquels sont montés en pivotement des éléments de coupe 34 du type à fléau et régulièrement espacés suivant la périphérie et suivant l'axe du tube, la répartition suivant la périphérie des éléments 34 successifs
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étant telle que l'ensemble du rotor est pratiquement équilibré dynemiquement.
Dans le présent exemple, les éléments 34 sont disposés Conformément au schéma de la figure 5 :ils portent les références 101 à 118 suivant leur ordre dans la direction do l'axe ot leur position suivant la périphérie correspond aux anglos indiqués sur le schéma. Les paliers 12 présentent des joues 36 qui enveloppent les roulements à billes et s'opposent ainsi d'une façon importante à l'introduction des morceaux de matière coupée.
Les éléments de coupe présentent chacun une lame amovible 35 fixée sur l'élément 34 par un boulon 30, ces lames étant en un acier d'une résistance à la traction suffisamment élevée.
Ainsi que le montrent de façon plus détaillée les figures 6 et ? chaque élément de coupe 34 présente en saillie une chape 37 qui porte un axe 38 sur lequel est montée en pivote- mont une tige de traction 39 ; celle-ci traverse une fente 41 ménagée dans une oreille 42 soudée à la périphérie du tube 27, la fente 41 permettant un mouvement latéral de la tige 39 lors d'un mouvement axial de cette dernière au moment où l'élément de coupe est amené à se déplacer dans une direction opposée au sens de rotation du rotor 11 sous l'effet d'une résistance excessive. Le mouvement de projection vers l'exté- rieur de chaque élément de coupe se trouve limité par un tampon 43 et un écrou 44 vissé sur la tige de traction 39.
Le tampon 43 est en caoutchouc de façon à absorber les chocs lorsque l'élément de coupe est projeté vers l'extérieur à partir de sa position de repos ou après qu'il ait été ramené vers l'arrière du fait d'un obstacle au cours do la relation.
Le diamètre de coupe du rotor 11 peut varier suivant les machines sur lesquelles il est monté et qui sont destinées à moissonner des produits différents; on constata toutefois qu'un diamètre de 56 cm est avantageux pour réaliser un certain
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nombre d'opérations différentes telles que la fenaison, la récolte des ensilages et la coupe de la pailles Avec ce dia- mètre, la vitesse du -rotor peut varier considérablement pour les différentes opérations, par exemple elle est do 1000 tours/su ou plus pour la fenaison, 1500 tours/mn ou plus pour la réculte des ensilages et jusqu'à 2000 tours/mn ou plus pour la coupe de la paille.
Il faut noter que, bien que l'on ait mentionné les opérations de récoltes caractéristiques ci-dessus, on peut utilisas l'appareil pour d'autres usages, tels que le broyage des fanes de pommes de terre 9 l'étalage des betteraves et le débroussaillage.
Lorsque la machine est en cours de fonctionnement, les produits de récolte coupés sont projetés contre une tôle de guidage 50 et dans une goulotte d'évacuation 45 à l'intérieur de laquelle est disposé un déflecteur pivotant 46 commandé par un levier 47 et une tige 48. Ce déflecteur 46 permet donc de tasser les produits coupés aur -Soute la largeur du rotor 11 jusqu'à une dimension égale à la moitié de cette largeur de façon à ce que lapartie de la récolte coupée au cours d'une passe puisse être déposée sur seulement la moitié de la surface sur laquelle a lieu la coupe.
Au cours d'une seconde passe, on peut faire pivoter le déflecteur 46 à l'aide d'un levier de commande 49 de façon à ce qu'on puisse déposer la partie de la récolte coupée au cours de cette seconde passe cote à côte avec la partie précédemment coupée. En variante, en faisant fonction- ne? d'une façon convenable le déflecteur 46 ainsi que l'ensem-' ble de l'appareil, on peut déposer une seconde couche des produits moissonnés sur celle déjà déposée au cours d'une passe précédente.
Comme le montrent les dessins.) les bords de coupe des couteaux 35 sont disposes parallèlement à l'axe de rotation du rotor. Il faut toutefois noter que ces bords peuvent faire
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un certain angle avec cet axe de façon à obtenir si on le veut un biseautage des produits moissonnés.
On prévoit dans la réalisation et le montage des éléments de coupe 34 un certain jeu pour le diamètre de coupe du rotor, ce qui permet de régler ohaque couteau de façon précise en association avec une tige de coupe, non représentée sur les figures, lorsqu'on utilise une telle tige avec l'appareil par exemple pour la coupe de la paillela fente 41 permettant le mouvement latéral nécessaire de la tige de traction 39 pour un tel réglage. L'axe de la tige 39 doit normalement pas- ser par le contre de gravité de l'élément de coupe 34 lorsque ce dernier se trouve dans sa positon moyenne de réglage.
On peut déterminer expérimentalement ou mathématiquement ou encore des deux façons l'angle d'équilibre des éléments 34; ainsi qu'il a été nentionné plus haut, la position initiale des éléments 34 est, pour que l'on arrive à do meilleurs résultats, telle que l'on obtienne l'angle d'équilibrer il faut toutefois noter que l'on peut obtenir de bons résultats avec une certaine variation de cet angle.
La force de coupe Ft résulte de la force centrifuge Fc et elle est appliquée au bord du couteau 35 suivant une direc- tion tangente au cercle de coupe 51 et avec un bras de levier H égal à la distance du point de pivotement A (voir figure 8) à la tangente d'application de la force} la force centrifuge F c agit suivant la direction d'une ligne passant par le centre de rotation C du rotor et par le centre de gravité G de l'élé- mont 34.
L'équilibre des forces autour du point de pivotement A se traduit par l'équation
FtR = FcD,
FcD d'eu Ft - @ t. -t
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D étant la distance du point de pivotement A a la ligne d'action de la force centrifuge.
Il s'ensuit donc que,jusqu'a ce que la résistance Rc de la matière à couper soit égale a la force de coupe Ft, l'élément de coupe 34 exerce une force de coupe maximale bien qu'il soit libre de pivoter vers l'arrière pour le cas où il heurte des objets solides tels que des pierres,
Ainsi que le montrent les diagrammes de force des figures 8 et 9, les forces qui interviennent ainsi que décrit ci-dessus ont également pour effet de soulager les axes 33 d'une partie notable de la charge à laquelle ils seraient soumis du fait de la force centrifuge si les éléments de coupe 34 étaient suspendus librement sur ces axes 33; cette partie de la charge est représentée dans le présent mode de réalisation par la traction des tiges 39.
Ainsi; d'après les diagrammes. la trac- tion P de la tige 39 résiste au couple de rotation de l'élément 34 autour du point de pivotement A qui est égal à FcD, d'où FcD - Px
FcD
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ou encore J? l1J ### x x étant la distance entre le point de pivotement A et la tige de traction 39.
La charge appliquée aux axes 33 par la force centrifuge est par conséquent représentée par la force L qui agit suivait une ligne passant par le point de pivotement A et par le cen- tre de gravité G de l'élément de coupe 34. Le diagramme de forces de la figure 9 montre bien que la force L est notable- ment inférieure à la force centrifuge Fc.
Le résumé qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif a simplement pour but d'énoncer un certain nombre de particularités principales et secondaires de l'invention. ces particularités pouvant être prises isolément ou en toutes com- binaisons possibles.