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DESCRIPTION
TAMBOUR DE HACHAGE L'invention concerne un tambour de hachage présentant un corps sur lequel sont disposés de supports de couteau sur lesquels sont fixés des couteaux de hachage.
Les tambours de hachage sont utilisés dans des groupes de hachage et coupeuses à tambour de tous types, pour déchiqueter des matières provenant de l'agriculture, de la sylviculture et de la propreté urbaine et d'autres domaines de l'économie, par exemple les plastiques et les produits alimentaires. De tels tambours de hachage sont équipés de plusieurs couteaux de hachage disposés la plupart du temps en des positions symétriques et dont les arêtes de coupe forment un angle de 90 et/ou différent de 90 par rapport au sens de rotation du tambour et réalisent ainsi une découpe par hachage ou par étirage en oblique.
Les couteaux de hachage sont en général fixés de manière amovible sur des supports de couteau, par exemple pour permettre le remplacement des couteaux de hachage lorsque la limite d'usure a été atteinte, les supports de couteau étant reliés de manière libérable et/ou non libérable au corps du tambour, qui est connu dans une configuration fermée, par exemple comme enveloppe cylindrique fermée du tambour, dans une configuration ouverte avec des
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supports de fixation en forme de disque ou d'anneau, ou dans une combinaison des deux, en configuration semiouverte.
Par DE 196 50 058 A, on connaît un tambour de hachage qui présente des couteaux de hachage fixés sur un tambour de hachage par l'intermédiaire de supports de couteau. Il est recommandé de doter la surface du support de couteau qui est située en avant dans le sens de la rotation d'une partie séparée en forme de pale coudée ou arrondie, pour réduire l'usure et éviter que le matériau haché y adhère. Des pièces en pale de forme arrondie et à surface lisse exempte d'arêtes et de saillies présentent des avantages en matière d'écoulement.
Le document DE 88 13 953 U décrit un tambour à couteaux d'un hacheur qui se compose d'un axe à disques coaxiaux sur lesquels sont montés des supports de couteau dont les surfaces qui sont situées en avant présentent une courbure concave. Les couteaux sont fixés aux supports de couteau et présentent un coude orienté vers l'intérieur par rapport à l'axe. Le tambour à couteaux est ainsi ouvert de sorte qu'il subsiste des sections ouvertes entre couteaux successifs. Est dans ce cas désavantageux le fait que du produit de récolte peut aboutir à l'intérieur du tambour à couteaux. De plus, du produit de récolte s'accumule également dans le coude des couteaux. L'effet d'éjection du tambour n'est dès lors pas satisfaisante.
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Le problème à la base de l'invention consiste à réaliser un tambour de hachage peu coûteux et aisément démontable qui soit capable de faire bien avancer le produit haché.
Selon l'invention, ce problème est résolu par des enseignements des revendications 1 et 4, tandis que les autres revendications reprennent des caractéristiques qui perfectionnent la solution de manière avantageuse.
Au problème à la base de l'invention, on propose ainsi deux solutions qui peuvent être utilisées en variante ou en combinaison l'une avec l'autre.
L'idée à la base de la première solution consiste à utiliser le support de couteau lui-même comme partie de la surface de pale d'éjection. Le support de couteau peut former la totalité de la surface de pale d'éjection, ce qui présente l'avantage de ne pas devoir utiliser des éléments séparés pour réaliser la surface (au moins essentiellement) lisse de la surface de pale
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d'éjection. De cette manière, on obtient un tambour de hachage doté d'un nombre réduit de composants, ce qui simplifie la fabrication et réduit les coûts de fabrication. Le support de couteau est installé sur un corps rotatif qui peut présenter la forme d'un tambour, c'est-à-dire d'un cylindre creux, ou qui est constitué de plusieurs plaques circulaires qui sont disposées à distance l'une de l'autre dans la direction axiale.
Dans ce dernier cas, la surface de pale d'éjection s'étend jusqu'au support de couteau précédent, pour éviter que le matériau haché pénètre dans l'espace intérieur du tambour. Si le corps est un tambour à enveloppe de tambour, la surface de pale d'éjection peut s'étendre jusqu'à l'enveloppe du tambour (et non jusqu'au support de couteau précédent) pour économiser la matière. Pour des raisons de technique d'écoulement, c'est-à-dire pour pouvoir transporter de manière optimale l'air et les particules hachées, la surface de pale d'éjection est lisse et exempte de creux, de saillies et de gradins importants.
Pour lesdites raisons de technique d'écoulement, dans la zone voisine de l'arête de coupe du couteau de hachage, la surface de pale d'éjection est orientée sensiblement en parallèle à la surface contiguë du couteau de hachage ou forme un angle obtus avec cette dernière. Les arêtes de coupe des couteaux de hachage sont de préférence disposées parallèlement à l'axe de rotation du tambour de hachage.
Dans un autre mode de réalisation, le support de couteau ne forme qu'une partie de la surface de pale d'éjection et un évidement est positionné dans la surface du support de couteau qui est située en avant dans le sens de rotation du tambour de hachage. Cet évidement peut servir à recevoir un premier élément qui peut avoir différentes fonctions qui seront décrites dans la suite
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à propos de la deuxième solution du problème à la base de l'invention.
Il faut remarquer qu'ici, par sens de rotation du tambour de hachage, il faut comprendre le sens de rotation pendant le fonctionnement normal de hachage.
Néanmoins, le tambour de hachage peut être mis en rotation dans le sens opposé, par exemple pour affûter les couteaux de hachage.
La deuxième solution de l'invention propose de prévoir dans la surface de pale d'éjection du support de couteau un évidement dans lequel est disposé un premier élément.
Le premier élément forme au moins une partie de la surface de pale d'éjection ou est doté d'un deuxième élément qui forme une partie de la surface de pale d'éjection. L'avantage réside en particulier en ce que le premier élément peut être remplaçable, pour pouvoir le remplacer par un nouveau en cas d'usure. Egalement, pour l'adaptation à différents matériaux à hacher, un remplacement du premier (et/ou du deuxième) élément peut être opportun. Ici également, le corps décrit plus haut peut être doté d'une enveloppe de tambour ou présenter des plaques disposées à intervalles, par exemple dans le sens axial, et sur lesquelles les supports de couteau sont fixés.
La surface de pale d'éjection peut également être configurée de la manière décrite plus haut, c'est- à-dire s'étendre jusqu'à l'enveloppe du tambour ou jusqu'au support de couteau précédent. La surface de pale d'éjection correspond à celle décrite plus haut.
Par ailleurs, le premier élément peut être une latte à trou fileté dans le filet duquel s'engage une vis à l'aide de laquelle le premier élément est fixé au support de couteau. Si le filet est endommagé, le
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premier élément peut être remplacé aisément. On préfère en particulier un mode de réalisation dans lequel la vis sert en plus à fixer le couteau de hachage sur le support de couteau. La vis maintient alors le couteau de hachage et le premier élément dans leur position, tandis que le premier élément loge la vis et forme également une partie de la surface de pale d'éjection ou est relié au deuxième élément qui constitue une partie de cette surface de pale d'éjection. L'axe de la vis est de préférence orienté radialement par rapport au tambour de hachage.
En ce qui concerne la configuration concrète du premier élément, il existe plusieurs possibilités. Tout d'abord, le premier élément peut ne pas s'étendre au-dessus de tout l'évidement dans la direction radiale du tambour de hachage, de sorte que la surface avant (c'est-à-dire la surface située en avant dans le sens de rotation du tambour de hachage) du premier élément forme une partie de la surface de pale d'éjection et se raccorde sur un plan au support de couteau.
En outre, sur le premier élément peut être fixé un deuxième élément qui s'étend sur tout l'évidement et forme une partie de la surface de pale d'éjection. Ce deuxième élément peut en particulier être une tôle. On a alors la possibilité de serrer le deuxième élément entre le premier élément et le support de couteau, en particulier au moyen d'une vis par laquelle le premier élément est fixé au support de couteau. Le deuxième élément peut être doté d'un trou de réception de la vis ou d'un évidement qui s'étend jusqu'au bord du deuxième élément de sorte que ce dernier puisse être passé aisément sur la vis pour faciliter le montage.
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Le deuxième élément formant une partie de la surface de pale d'éjection peut cependant aussi être solidaire du premier élément, par exemple en y étant soudé, relié par soudure tendre ou collé. En variante, le premier élément peut être réalisé en une seule pièce avec le deuxième élément (par exemple par coulée ou moulage par injection). Ce deuxième élément peut être réalisé sous la forme d'un prolongement du premier élément et s'étendre sur tout l'évidement dans la direction radiale du tambour de hachage, radialement vers l'intérieur et/ou vers l'extérieur.
Il s'est avéré particulièrement avantageux que la courbe de la section transversale de la surface de pale d'éjection présente la forme d'un segment de cercle, d'une parabole et/ou d'une branche de parabole. En particulier, dans une première zone intérieure dans le sens radial, la surface de pale d'éjection peut être orientée vers l'arrière par rapport au sens de rotation du tambour de hachage, s'étendre sensiblement radialement dans une deuxième zone extérieure dans le sens radial et enfin, dans une troisième zone située à proximité de l'arête de coupe des couteaux de hachage, être orientée vers l'avant, des transitions continues étant prévues entre les trois zones. Cette configuration assure un avancement optimum de la récolte dans une combinaison d'un avancement par éjection et d'un avancement pneumatique.
L'invention peut être utilisée en particulier sur des hacheuses sur champ, remorquées ou autotractées.
Quatre exemples de réalisation décrits plus en détail ci-dessous sont représentés dans les dessins. Dans ceux- ci :
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la figure 1 représente un tambour de hachage dans une vue latérale; la figure 2 représente une partie du tambour de hachage de la figure 1; la figure 3 représente une partie d'un tambour de hachage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 4 représente une partie d'un tambour de hachage selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 5 représente une partie d'un tambour de hachage selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Dans la figure 1, un tambour de hachage 10 monté à rotation autour d'un arbre 12 est entouré par un caisson de tambour 16 sur lequel une ouverture d'amenée 14 s'étend sur toute la largeur du tambour, la matière à déchiqueter, en particulier une récolte, étant apportée à cette ouverture d'amenée par des cylindres d'amenée 18,20. En un autre endroit du caisson du tambour se trouve une ouverture d'éjection 22 qui forme un puits 24.
Par des couteaux de hachage 26 dont les arêtes de coupe sont orientées perpendiculairement au plan du dessin et qui sont fixées par des supports de couteau 28 à une enveloppe de tambour 30 du tambour de hachage 10, l'enveloppe du tambour étant reliée à l'arbre 12 par des disques 32 ou des rayons, le tambour de hachage 10, dont
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une partie agrandie est représentée dans la figure 2, découpe d'abord en particules de paille et de tiges le tapis de matière qui lui est apporté, et ensuite, par les côtés inférieurs des couteaux de hachage 26 et les surfaces de pale d'éjection 34 des supports de couteau 28, il poursuit également le transport du matériau découpé jusqu'à ce que ce dernier sorte de la zone d'action du tambour de hachage 10 par l'ouverture d'éjection 22.
Lorsque le tambour de hachage 10 est utilisé dans une hacheuse sur champ, le transport de matière doit s'effectuer non seulement jusqu'à l'ouverture d'éjection 22 du caisson 16 du tambour de hachage, mais encore jusqu'aux modules suivants, comme les tôles de guidage en entonnoir et les dispositifs de traitement des grains, les accélérateurs secondaires et les courbes d'éjection, jusqu'à ce que le produit haché soit enfin amené à un véhicule de transport.
Pendant cette opération de déchiquetage et d'avancement, les particules hachées découpées sont transportées en même temps que l'air qui se trouve dans la zone d'action du tambour de hachage 10 en rotation. Le tambour de hachage 10 réalise ainsi toujours une combinaison de transport par éjection et de transport pneumatique.
Ce sont les supports de couteau 28 avec les couteaux de hachage 26 qui y sont fixés, ainsi que les éléments servant à la fixation des couteaux, à savoir les vis 36 orientées radialement qui sont introduites dans les alésages filetés 38, ainsi que les plaques d'écartement 40 (ou plaques de poussée d'autres formes) qui sont disposées entre la tête des vis 36 et les supports de couteau 28, qui réalisent à la fois le déchiquetage et la poursuite du transport, dans une combinaison de transport par éjection et de transport pneumatique.
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En ce qui concerne le transport par éjection ou le transport pneumatique, un désavantage de nombreux tambours de hachage 10 réside en ce que les surfaces actives (c'est-à-dire le côté inférieur des couteaux de hachage 26, en coopération avec les surfaces de pale d'éjection 34 des supports de couteau 28 et avec les éléments de fixation 36,40) possèdent des formes qui présentent des saillies, des gradins et/ou des creux grossiers. De telles surfaces structurées et non lisses des éléments fonctionnant comme pales ont pour résultat qu'entre l'instant de la découpe du tapis de matière qui est apporté au tambour de hachage 10 et l'éjection des particules hachées hors de la zone d'action de ce tambour de hachage, l'angle de rotation du tambour de hachage 10 est relativement grand.
L'éjection des particules de hachage est ralentie et s'effectue sur une grande plage angulaire de rotation du tambour de hachage 10.
Dans le cas extrême, les particules hachées, qui après la découpe du tapis de matière et pendant la poursuite du déplacement de rotation du tambour de hachage 10, parcourent le plus long chemin le long d'une surface 34 de pale d'éjection, n'ont pas assez de temps pour être évacuées par l'ouverture d'éjection 22 pendant l'intervalle de temps au cours duquel une pale d'éjection 34 balaie l'ouverture d'éjection 22. Ces particules sont alors ramenées dans le caisson du tambour 16 et ne quittent ce dernier qu'après un tour complet.
Plus les gradins, saillies et creux sur les surfaces de pale d'éjection 34 sont grands, plus grande est la partie des particules hachées dont l'éjection est ralentie de telle sorte qu'elles sont renvoyées et ne quittent la zone d'action du tambour de hachage 10 qu'après un tour ou après plusieurs tours de ce dernier.
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Cela a un effet négatif tant sur la limite supérieure du débit d'un groupe de hachage que sur la consommation en énergie d'un tambour de hachage 10 utilisé pour fractionner et transporter les particules hachées hors du caisson de tambour 16.
De telles surfaces de pale d'éjection 34 non lisses, à gradins, ont en outre pour conséquence que la vitesse d'un écoulement volumique d'air qui est créé par le tambour de hachage 10 qui présente ces surfaces de pale d'éjection 34 non lisses est inférieure à la vitesse d'un écoulement volumique d'air qui est créé avec des surfaces de pale d'éjection 34 qui possèdent des surfaces lisses et sans gradins, les autres paramètres du tambour de hachage 10 et du caisson de tambour de hachage 16 étant par ailleurs identiques.
Un autre désavantage de nombreux éléments agissant comme pales pour l'éjection et le transport pneumatique de tambours de hachage 10 utilisés actuellement réside en ce que la surface active d'une pale d'éjection ne possède pas une forme et un agencement favorables pour le transport d'air et des particules hachées.
La forme d'une pale servant à la fois à transporter des particules hachées et de l'air ainsi que des mélanges d'air et de particules hachées s'avère favorable au transport sur le plan de la hauteur de la pression qui s'établit dans l'air transporté, de la vitesse de l'écoulement volumique d'air et de l'orientation et de la grandeur de la vitesse d'éjection des particules hachées, lorsque dans une première zone 42 qui est la plus éloignée de l'arête tranchante du couteau de hachage 26, la surface de pale d'éjection 34 est
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orientée vers l'arrière par rapport au sens de rotation du tambour de hachage 10 et dans sa position par rapport au rayon de ce dernier, tandis que dans une deuxième zone 44 qui la suit vers l'extérieur dans le sens radial, cette surface de pale d'éjection s'étend sensiblement radialement et qu'enfin,
dans une troisième zone 46 située à proximité de l'arête tranchante du couteau de hachage 26, elle est orientée vers l'avant.
Une transition continue dans les zones qui forment la surface de pale d'éjection 34 constitue un avantage tant pour l'éjection des particules hachées que pour le transport pneumatique. Le côté intérieur, tourné vers l'enveloppe 30 du tambour, de l'arête tranchante du couteau de hachage 26 forme une quatrième zone qui se raccorde à la surface 34 de pale d'éjection.
Dans les figures 1 et 2, la surface 34 de pale d'éjection est configurée comme surface du support de couteau 28 située en avant dans le sens de rotation du tambour de hachage 10, et est également formée d'un seul tenant avec les supports de couteau 28. Dans la figure 1, le sens de rotation (normal, suivi pendant le fonctionnement en hachage) est le sens contraire des aiguilles d'une montre, et dans les autres figures, c'est le sens des aiguilles d'une montre.
Dans la figure 3, on a représenté une partie d'un tambour de hachage 10 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la surface 34 de pale d'éjection du support de couteau 28 est dotée d'un évidement 50 dans lequel est placée une latte 48 à trou fileté. La latte à trou fileté contient au moins deux filets disposés l'un à côté de l'autre dans une direction qui s'étend perpendiculairement au plan du dessin de la figure 3, et
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dans lesquels sont reçues les vis 36. La surface 34 de pale d'éjection est ainsi constituée de trois segments dont les deux extérieurs sont formés par la surface du support de couteau 28 qui est orientée dans le sens de rotation du tambour de hachage 10, tandis que la latte 48 à trou fileté forme le segment central.
En section transversale, la surface 34 de pale d'éjection est globalement en forme de segment de cercle, de parabole ou de branche de parabole. Selon l'invention, dans tous les modes de réalisation, la surface 34 de pale d'éjection est de préférence lisse également dans la direction perpendiculaire au plan du dessin.
Lorsque les couteaux de hachage 26 sont montés sur les supports de couteau 28 d'un tambour de hachage 10 tel que celui représenté dans les figures 1 à 3, les propriétés de transport d'un tambour de hachage 10 sont définies par les paramètres géométriques des couteaux de hachage 26, des supports de couteau 28 et des autres éléments nécessaires pour la fixation des couteaux de hachage 26, et ces propriétés sont constantes. Lors de la récolte de maïs d'ensilage avec traitement ultérieur par des cylindres de traitement des grains, grâce aux bonnes propriétés d'éjection des particules de maïs haché, une faible vitesse d'air de l'écoulement volumique d'air créé par un tambour de hachage 10 est suffisante.
Par contre, pour l'écoulement de matière à travers une hacheuse sur champ, il est avantageux d'établir une pression élevée de l'air transporté par le tambour 10 et de créer une vitesse élevée du volume d'air au cas où les particules hachées présentent une plus petite masse spécifique, par exemple pour l'herbe fanée, l'herbe semi-fanée, le foin et la paille. Comme les spécifications imposées aux propriétés de transport d'un tambour de hachage 10 dépendent du comportement au
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transport du produit haché et des opérations ultérieures de transformation et de traitement de la matière déchiquetée, un comportement constant au transport d'un tambour de hachage 10 peut être désavantageux.
Le comportement au transport d'un tambour de hachage 10 peut être modifié par une modification des surfaces de pale d'éjection d'un tambour de hachage 10 selon le troisième et le quatrième mode de réalisation, représentés dans les figures 4 et 5, sans modifier l'ensemble du corps de tambour de hachage 10.
Dans le troisième mode de réalisation de l'invention, selon la figure 4, il est prévu une tôle 52 supplémentaire qui s'étend dans un évidement 50 ménagé dans le support de couteau 28 et qui est serré au moyen de la vis 36 entre une latte 48 à trou fileté et le support de couteau 28. La tôle 52 présente une section transversale courbe qui, en association avec la surface du support de couteau 28 située en avant dans le sens de rotation du tambour de hachage 10, est sensiblement de forme circulaire ou parabolique.
Dans le quatrième mode de réalisation de l'invention, représenté dans la figure 5, une latte 48 à trou fileté est disposée dans l'évidement 50 et présente un prolongement 54 qui s'étend jusqu'à l'enveloppe du tambour 30 et jusqu'au côté arrière du support de couteau 28 voisin.
Le troisième mode de réalisation de l'invention permet de remplacer la tôle 52 par une autre qui a pour effet une modification importante de la section transversale de la surface 34 de pale d'éjection. Cela permet une adaptation à un produit de récolte quelconque. Dans le
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quatrième mode de réalisation de l'invention, la latte 48 à trou fileté peut être remplacée par une autre qui présente un prolongement 54 d'une autre forme, également pour pouvoir modifier la section transversale de la surface de pale d'éjection. Dans les figures 1 à 3, la surface 34 de pale d'éjection est relativement raide dans la première zone située radialement à l'intérieur (elle s'étend presque radialement), tandis que dans les figures 4 et 5, elle est orientée dans le sens contraire du sens de rotation du tambour de hachage 10.
La forme représentée dans les figures 4 et 5 permet un bon transport de matière et une faible vitesse d'écoulement de l'écoulement d'air, et convient ainsi en particulier pour le maïs qui doit être traité par des cylindres de traitement des grains, tandis qu'avec la forme des figures 1 à 3, le matériau haché crée une plus grande vitesse d'écoulement de l'air et le matériau haché est bien éjecté en partant du tambour de hachage 10.