CA1108204A - Arroseur automatique a enroulement de tuyau - Google Patents

Abstract

Un châssis muni de roues supporte un dispositif d'arrosage ainsi qu'une bobine formant magasin tournant pour un tuyau. Le tuyau est d'une part relié à demeure au dispositif d'arrosage, et sort d'autre part de la bobine et de l'appareil pour pouvoir être connecté à un poste externe d'alimentation. Un moteur actionné par l'eau sous pression permet d'une part le déplacement de l'appareil et d'autre part l'enroulement conjoint du tuyau sur la bobine, avec toutefois un accouplement à glissement dans le second cas. Cet accouplement à glissement est commandé par un moyen détecteur de la tension qui s'exerce sur le tuyau.

Description

82~4 L'invention concerne l'irrigation par arrosage.
On connaît déj~ des appareils d'arrosage de grandes surfaces qui se déplacent automatiquement sur un trajet donné.
On utilise souvent ~ cet effet l'énergie de l'eau sous pression.
L'appareil est branché à un poste d'eau sur le terrain, par rap-port auquel il se déplace au cours de l'arrosage. Du fait de ce d~placement, la longueur de tuyau requise pour relier l'appareil au poste d'eau varie. Une grande bobine, ou tambour, montée ~
rotation autour d'un axe transversal sur l'appareil, sert alors de magasin à tuyau, et permet cette longueur de tuyau variable.
Et la bobine enroule le tuyau, tandis que l'arrosage se produit et l'appareil s'approche du poste d'eau. Par ailleurs, comme le déplacement de l'appareil, la rotation de la bobine peut utiliser l'énergie de l'eau sous pression.
Dans cette situation, un même moteur hydraulique a la charge de produire d'une part le déplacement de l'appareil et d'autre part l'enroulement du tuyau sur la bobine. Une difficulté
apparait : en admettant que la vitesse de déplacement de l'appa-reil reste constante, la vitesse de rotation de la bobine doit pouvoir varier, car lorsque celle-ci aura déj~ enroulé plusieurs couches de tuyau, le diamètre d'enroulement augmente.
Bien que différentes solutions aient déj~ été proposées ~ ce problème, aucuned'entre elles n'a jus~u'à présent donné
entière satisfaction.
En conséquence, le but principal de la présente inven-tion est de fournir un appareil d'arrosage du type ci-dessus, -dans lequel un detecteur de la tension du tuyau commande un accou-plement ~ glissement monté entre un moteur et une bo~ine, afin d'enrouler le tuyau sous tension sensiblement constante.
Un autre but de la présente invention est de permettre l'utilisation d'un tuyau en matière souple, du fait de cette tension d'enroulement sensiblement constante.
Un autre but encore de la présente in~ention est de pr~voir un dispositif de trancannage, qui assure l'enroulement du tuyau en couchesr~gulièressur la bobine, de mani~re ~ ameliorer la longévité de ce tuyau, en particulier dans le cas d'un tuyau souple. ~

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Essentiellement, l'appareil d'arrosage de la présente .
invention possède un chassis, muni de roues, qui supporte :
- un dispositi~ d'arrosage, - une bobine formant magasin tournant pour un tuyau, lequel est d'une part relié à demeure au dispositif d'arrosage, et sort d'autre part de la bobine et de l'appareil pour pouvoir être connecté ~ un poste externe d'alimentation, - un moyen moteur, - une première liaison mécanique entre le moteux et certaines au moins des roues, utilisable pour entraîner l'appareil, - une seconde liaison mécanique entre le moteur et la bobine, utilisable pour entrainer celle-ci afin d'ajuster la lon-gueur de tuyau qui se trouve déroulée en~re le poste d'alimentation et l'appareil lorsque celui-ci se déplace, - la seconde liaison mécanique comprenant un accouple-ment permettant de façon commandée un glissement de l'entraînement de la bobine par.rapport ~ celui du chariot, et - un moyen détecteur de tension, couplé au tuyau sur le trajet de celui-ci, pour détecter la tension qui s'exerce sur lui, - le moyen détecteur de tension réagissant au fait que la tension du tuyau dépasse une valeur prédéterminée en actionnant l'accouplement ~ glissement, de mani~re à ralentir l'entraîne~.ent de la bobine. :
Dans un mode de réalisation avantageux, le moyen détec-teur de tension comporte au moins un bras articulé ~ l'une de ses extrémités sur ~e châssis, et muni à son autre extrémité d'un rouleau coopérant avec le tuyau, un câble connecté à ce bras commandant l'accouplement a glissement.
Dans un mode de réalisation actuellement préféré pour le cas où l'on utilise un tuyau souple, le moyen détecteur de tension comporte deux bras articulés conjointement sur le châssis en un point voisin de la périphérie de la bobine, et munis respectivement de rouleaux ~ leurs autres extrémités, les deux bras étant solli-cités élastiquement en ~loignement l'un de l'autre, et le rouleau d'extrémité de l'un des bras s'appuyant sur le tuyau enroulé sur le tambour, tandis que le rouleau d'extrémité de l'autre bras s'appuie sur le tuyau sortant de la bobine, entre le tuyau et la , .

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82~4 ~obine, tandis qu'un cable est connecté à ce dernier bras, et s'engage dans une gaine ~utant sur le premier bras, pour aller commander l'accouplement ~ glissement.
La presente invention préconise également un dispositif de trancannage, comportant un chariot qui coop~re avec le tuyau après sa sortie de la bobine et avant sa sortie de l'appareil, ce chariot étant mobile parall~lement ~ l'axe de la bobine, et des moyens pour entrainer le chariot suivant un mouvement de trans-lation alternée couvrant sensiblement la largeur de la bobine, d'une manière liée à la rotation de celle-ci, ce chariot faisant varier le point o~ le tuyau s'engage sur la bobine, pour qu'il y soit enroulé en couches régulières.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront ~ la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés ~ titre -d'exemple non limitatif, et sur lesquels :
- la figure 1 illustre en vue de coté un appareil d'ar- -rosage offrant un premier mode de réalisation du moyen détecteur de tension de tuyau selon la présente invention ;
- la figure 2 est la même vue que la figure 1, mais avec arrachement partiel du châssis, d'une roue motrice, et du moteur d'entrainement auxiliaire,pour mieux laisser voir le moteur hydraulique de l'invention et ses liaisons avec les roues motrices -et la bobine ;
- la figure 3 illustre en vue de coté un appareil d'ar-rosage offrant un second mode de réalisation du moyen détecteur de tension de tuyau selon la pr~sente invention ;
- la figure 4 est la meme vue que la figure 3, mais avec arrachement partiel du châssis, d'une roue motrice, et du moteur d'entrainement auxiliaire, pour mieux laisser voir le mo-teur hydraulique de l'invention et ses liaisons avec les roues motrices et la bobine ; et - la figure 5 illustre une vue arrière simplifiee d'un appareil selon la presente invention, montrant le dispositif de trancannage du tu~au.
On d~crira maintenant, en référence aux figures 1 à 5, la structure générale commune aux deux modes de réalisation de l`appareil selon l'invention.
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L'appareil comporte un chassis 1 muni d'une paire de grandes roues 110 et 111 ~ l'avant, et d'une parie de petites roues directrices 120 et 121 ~ l'arriere ~l'avant ~tant défini d'après la position du poste de pilota~e). L'appareil se déplace dans la direction générale defini par les grandes roues 110 et 111, sous réserve des corrections de direction.
Sur le châssis est monté un dispositif d'arrosage, cons-titué ici par exemple d'une buse ou canon d'arrosage e~ arc de cercle 2. Cette buse est reliée par une conduite coudée 20 ~
l'axe creux 30, d'un tambour 3, ~ui porte un tuyau 31, dont l'ex-tremité enroulee interne communi~que par un joint tournant avec l'axe creux 30, et par 1~ avec la buse 2. Le tambour 3 est monté
tournant ~ rotation dans des paliers tels ~ue 32 solidaires du châssis 1.
A la sortie du tambour, le tuyau rencontre un dispositif de trancanna~Q~, qui a pour but de permettre l'enroulement du ~ . .
tuyau en couches régulières et sera décrit en détail plus loin.
Ensuite, le tuyau sort de l'appareil vers l'arriere pour aller rejoindre le poste d'eau auquel il est connecté.
L'appareil est muni d'un moteur hydraulique 5, et le plus sou~ent d'un moteur d'entrainement autonome 6, tel qu'un moteur ~ combustion interne, associ~ avantageusemen~ à une boite de vitesses (non représentée). Le poste de pilotage se complète notamment d'un volant 640 agissant sur les roues directrices 120 et 121 par une timonerie de direction, non représent~e.
Le moteur hydraulique 5 comprend sur les figures 1 ~ 4, un dispositif de vérin, qui est $ci ~ deux vérins 501 et 502. Une conduite (non représentée) relie la tubulure 20 ou l'axe 30 ~ un distributeur (également non représenté) qui alimente alternative-ment les vérins 501 et 502 en eau sous pression. Les deux vérins -~
agissent conjointement sur un levier en croix 510 dont deux bran-ches sont munies de cliquets 511 et 512 qui viennent alternative-ment faire avancer une roue ~ rochet 513.
Sur le même arbre que la roue à rochet 513`est monté un pi~non qui coopère par une cha~ne 514 avec un galet homologue so-lidaire de la roue motrice 111. Une disposition semblable assure l'entrainement de l'autre roue motrice 110. Cet ensemble constitue une premiere liaison mecanique qui permet au moteur hydraulique 5 - d'entralner les roues motrices.

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Toujours sur le m~me arbre que la roue ~ rochet 513, un autre galet entraine la chaîne 521, qui aboutit ~ un galet mont~
sur l'arbre d'entrée d'un dispositif d'embrayage 540, muni d'un ~
levier de commande 541. L'arbre de sortie du même embrayage en-traîne la bo~ine par l'intermédiaire d'une autre chaîne 550, engre-nant sur des dents agencées sur l'un des bords périphériques de la bobine. Un bras 551 est rappelé elastiquement de sorte que son galet d'extr~mité 552 tende la cha~ne. Le même bras est muni d'un -levier articulé 553, rappelé élastiquement de façon que sa roue d'extr~mité 554 chevauche les dents périphériques de la bobine.
On assure ainsi un bon engrènement de la chaine 550 sur ces dents.
Cet ensemble constitue une seconde liaison mécanique, qui permet au moteur hydraulique 5 d'entrainer la bo~ine en rota-tion, le dispositif d'embrayage inséré dans cette seconde liaison mécanique permet un glissement. -Les rapports de transmission des deux liaisons mécaniques sont déterminés de la manière suivante : lorsque l'appareil avance d'une distance donnée, la bobine doit tourner d'un angle suffisant pour enrouler une longueur de tuyau égale à cette distance, et ceci pour un diamètre d'enroulement voisin du diamètre interne pris en 35, ou un peu in~érieur ~ celui-ci.
Ensuite, lorsque le diam~tre d'enroulement augmente, une couche de tuyau étant déj~ enroulée, l'angle de rotation requis de la bobine d~minue, pour la meme distance d'avancement de l'appareil.
Selon la présente invention, un dispositif sensible à
la traction du tuyau commande l'embrayage de façon à permettre un glissement (progressif ou bien en tout ou rien), ce qui permet ~ l'angle de rotation de la bobine de s'adapter, au fur et mesure que le diamètre d'enroulement augmente.
On décrira maintenant en référence aux ~igures 1 et 2 un premier mode de réalisation de ce dispositif sensible à la traction.
Deux bras 451 et 452 sont articulés en commun sur le châssis en 450. Ils sont sollicités ~lastiquement pour s'~carter l'un de l'autre par un vérin souple 454. Le premier bras porte un rouleau 456 qui vient s'appuyer contre les couches de tuyau . .

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dej~ enroulées. Le second bras 452 porte lui aussi un rouleau 457 qui vient s'appuyer sur la face interne du tuyau 3 sa sortie de la bobine. Les deux bras forment ainsi un ciseau, pris entre le tuyau déjà enroulé et le tuyau qui va s'enrouler.
Le bras extérieur 452 porte un prolongement 459 solidaire d'un câble 460, lequel entre dans une gaine 461 qui bute sur un prolongement solidaire de l'autre bras 451. A son autre extrémit~, la gaine s'arrête sur une butée 465, solidaire du châssis, au voi-sinage de l'embrayage 540.
Le câble 460 vient alors commander le levier d'embrayage 541.
Ainsi, lorsque la rotation de la bobine enroulant le -tuyau exerce une trop forte tension sur celui-ci, les deux bras 451 et 452 se rapprochent ; ceci tire sur le câble 460, lequel actionne le dispositif d'embrayage pour produire un glissement, diminuant ou annulant temporairement la vitesse de rotation de la bobine, suivant la nature du dispositif d'embrayage et de sa commande. L'appareil continue pendant ce temps ~ avancer, et, comme il enroule peu ou pas de tuyau, la tension de celui-ci rede-vient normale assez vite, l'entra~nement de la bobine reprenant alors.
De cette façon, le tuyau est enroulé sous une tension sensiblement constante, définie par le réglage de l'embrayage et de sa commande.
On d~crira maintenant en référence aux figures 3 et 4 un second mode de réalisation, plus simple, du dispositif sensible la traction.
Un bras unique 471, articulé sur le châssis en 470, sollicite élastiquement ou par son poids un rouleau 472 qui s'ap-puie sur la face interne (par rapport à la bobine) du tuyau 31.
Sur un prolongement 473 du bras 471 est fixé un câble 474.
Le c~ble 474 passe sur les poulies 475, 476 et 477 pourvenir commander le levier d'embrayage 541. Le mode de fonction-nement est le meme que précédemment : lorsque le tuyau est trop tendu, le bras 471, qui se relève actionne l'embrayage par l'in-termediaire du câble 474 pour ralentir ou arrêter temp~rairement l'entra~nement de la bobine.

_ 7 1~82~4 Bien que l'invention s'applique quel que soit le type du tuyau utilisé, elle trouve des avantages particuliers lorsqu'il s'agit d'un tuyau souple, tel qu'un tuyau en chlorure ae polyvinile plastifié, renforcé de fibres de polyester.
Il est ~galement avantageux qu'un tel tuyau soit maintenu constamment sous pression, ~ l'aide de deux valves anti-retour ~ -mont~es ~ demeure ~ chacune de ses extremités.
Les moyens de l'invention permettent en effet l'enroule-ment du tuyau sous tension constante, ce qui rend possible l'uti-lisation de tels tuyaux souples, sans qu'ils ne soient dét~rior~srapidement.
Dans ce qui précède, on a traité de l'entrainemellt de l'appareil par son moteur hydraulique 5. En fait, la figure 1 pour le pr~lier mode de réalisation et la figure 3 pour le second mode de réalisation montrent également un moteur autonome 6, tel qu'un moteur à combustion interne. Par l'interm~diaire d'une transmission appropri~e, celui-ci est couplé à l'arbre d'entrée de l'embrayage 540.
Ainsi, les cliquets 511 et 512 étant relevés, le moteur auxiliaire 6 peut se substituer au moteur hydraulique pour pro-duire le déplacement de l'appareil et l'enroulement du tuyau sur la bobine, ce dernier se faisant toujours par l'intermédiaire du dispositif d'embrayage commandé par le détecteur de la traction exercée sur le tuyau.
On va maintenant décrire le dispositif de trancannage 4 propos des figures 2 et 5, cette dernière étant une vue suivant la ligne de coupe A-A de la figure 2 ~le dispositif de trancannage est le meme sur l'ensemble des figures 1 à 4).
Vn galet 400 monté sur l'axe 30 de la bobine (figure 2) entraine une chaine 401 aboutissant ~ un autre galet 402 (figure 5). Celui-ci actionne un renvoi d'angle 406 qui commande à son tour une chaSne 407 allant vers un autre renvoi d'angle 408. La sortie du renvoi d'angle 40~ actionne une chaSne sans fin 409 qui s'enroule sur deux galets 410 et 411, et porte un ergot 412.
Sur le châssis sont montés deux tubes 420 et 421 paral-l~les ~ l'axe de la bobine 3. Ces tubes forment glissi~res pour un chariot 422. En partie supérieure, celul-ci porte une fente : . : ..
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11~82~4 où s'cngage l'ergot 412. Ainsi, au cours de son mouvement avec la chaine 409, l'ergot 412 va entra;ner le chariot 422 suivant un mouvement de va et vient (translation altern~e) parallèlement à l'axe de la bobine.
En partie basse, le chariot 422 porte un anneau, délimi-t~ par quatre rouleaux 42~ ~ 428, et que traverse le tuyau 31.
Ainsi, cet anneau de guidage déplac~ par le chariot 422 fait varier le point où le tuyau est présent~ ~ la bobine, pour s'enrouler sur celle-ci.
La liaison mécanique entre l'axe 30 de la bobine et le chariot 422 est choisie telle qu'~ un tour de l'axe de la bobine corresponde une avance du chariot qui soit sensiblement ~gale au diametre du tuyau.
On obtient ainsi l'enroulement du tuyau en spires jointives et en couches régulières, sur toute la largeur utile de la bobine, qui est matérialisée par les traits tiretés longs 43 de la figure 5.
L'appareil de l'invention se complète par un dispositif de guidage en direction sur le tuyau, visible sur les figures 20 1 à 4. -Un bras 650 commande les roues directrices 120 et 121.
Ce bras est muni d'un poids 651, sur lequel s'articule en 652 un levier 653, qui se termine par une roue ~ gorge 654, s'appuyant sur le tuyau.
Un ressort de traction 655 donne au bras 653 deux posi-tions stables, de part et d'autre d'une perpendiculaire au bras 650 passant par le point 652.
Comme on le verra plus loin, en fin de parcours, une butee vient s'opposer au galet 654 ou au bras 653, qui bascule.
Une fois d~tect~, ce basculement commande l'arret du moteur hydraulique.
On peut maintenant d~crire une opération compl~te ~'ar-rosage ~ l'aide de l'appareil selon l'invention.
En debrayant manuellement l'embrayage ~ l'aide du levier 541, l'op~rateur utilise le moteur auxiliaire pour amner l'appareil sur les lieux d'arrosage, pres d'un poste d'eau. Après 2~4 :: :
que le tuyau a été branché à celui-ci, on eloigne l'appareil, bobine debrayée, en d~roulant le tuyau, celui-ci etant ~rein~
par l'inertie de la bobine et/ou par un frein (non représent~) monté sur la periph~rie de celle-cl.
Pour cette opération préliminaire, l'ergot 412 est avantageusement délogé de la fente du chariot 422, lequel est alors immobilisé dans une position choisie ; ceci permet de derouler le tuyau dans une direction fixe, sans ondulations par rapport au trajet de l'appareil.
Après arrivée au point de d~part de la zone ~ arroser, l'opérateur met le galet 654 en position sur le tuyau, relâche le levier de debrayage 451, remet les cliquets Sll et 512 en prise sur la roue ~ rochet 51~, interrompt le cas ~cheant le freinage de la bobine, et bloque, s'il y a lieu, les crabots de la boite de vitesse associee au moteur auxiliaire 6. Il met alors en marche le dispositif d'arrosage ~.
Après cela, le fonctionnement de l'appareil est ent~-rement automatique : il revient vers le poste d'eau en arrosant, guidé par le tuyau lui-meme, et en enroulant celui-ci sur la bobine, sous tension constante et en couches régulières ~ spires jointives.
Au bout de la zone ~ arroser est placee une butée qui assure l'arrêt automatique de l'appareil, par exemple de la maniere precédemment decrite.
L'opérateur peut alors remettre l'appareil en place pour une nouvelle opération d'arrosage, au moment qui lui convient.

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Claims (8)

LES REALISATIONS DE L'INVENTION AU SUJET DESQUELLES UN
DROIT EXCLUSIF DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUE, SONT
DEFINIES COMME IL SUIT :

1. Appareil d'arrosage, possédant un châssis, muni de roues, qui supporte :
- un dispositif d'arrosage, - une bobine formant magasin tournant pour un tuyau, lequel est d'une part relié à demeure au dispositif d'arrosage, et sort d'autre part de la bobine et de l'appareil pour pouvoir être connecté à un poste externe d'alimentation, - un moyen moteur, - une première liaison mécanique entre le moteur et certaines au moins des roues, utilisable pour entraîner l'appareil, - une seconde liaison mécanique entre le moteur et la bobine, utilisable pour entraîner celle-ci afin d'ajuster la lon-gueur de tuyau qui se trouve déroulée entre le poste d'alimentation et l'appareil lorsque celui-ci se déplace, - la seconde liaison mécanique comprenant un accouple-ment permettant de façon commandée un glissement de l'entraînement de la bobine par rapport à celui du chariot, et - un moyen détecteur de tension, couplé au tuyau sur le trajet de celui-ci, pour détecter la tension qui s'exerce sur lui, - le moyen détecteur de tension réagissant au fait que la tension du tuyau dépasse une valeur prédéterminée en actionnant l'accouplement à glissement, de manière à ralentir l'entraînement de la bobine.

2. Appareil d'arrosage selon la revendication 1, dans lequel le moyen détecteur de tension comporte au moins un bras articulé à l'une de ses extrémités sur le châssis, et muni à son autre extrémité d'un rouleau coopérant avec le tuyau, un câble connecté à ce bras commandant l'accouplement à glissement.

3. Appareil d'arrosage selon la revendication 2, dans lequel le moyen détecteur de tension comporte deux bras articulés conjointement sur le châssis en un point voisin de la périphérie de la bobine, et munis respectivement de rouleaux à leurs autres extrémités, les deux bras étant sollicités élastiquement en éloi-gnement l'un de l'autre, et le rouleau d'extrémité de l'un des bras s'appuyant sur le tuyau enroulé sur le tambour, tandis que le rouleau d'extrémité de l'autre bras s'appuie sur le tuyau sor-tant de la bobine, entre le tuyau et la bobine, tandis qu'un câble est connecté à ce dernier bras, et s'engage dans une gaine butant sur le premier bras, pour aller commander l'accouplement glissement.

4. Appareil d'arrosage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'accouplement à glissement comporte un em-brayage.

5. Appareil selon la revendication 1, comprenant un dis-positif de trancannage, comportant un chariot qui coopère avec le tuyau après sa sortie de la bobine et avant sa sortie de l'appa-reil, ce chariot étant mobile parallèlement à l'axe de la bobine, et des moyens pour entraîner le chariot suivant un mouvement de translation alternée couvrant sensiblement la largeur de la bobine, d'une manière liée à la rotation de celle-ci, ce chariot faisant varier le point où le tuyau s'engage sur la bobine, pour qu'il y soit enroulé en couches régulières.

6. Appareil d'arrosage selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de trancannage comprend une chaîne sans fin, entraînée en même temps que la bobine, et pourvue d'un doigt qui entraîne un chariot coulissant sur des guides parallèles à l'axe de la bobine, ce chariot supportant les moyens coopérant avec le tuyau.

7. Appareil d'arrosage selon la revendication 5, compre-nant des moyens pour immobiliser le chariot de trancannage en une position choisie, ce qui permet de dérouler le tuyau dans une di-rection fixe et sans ondulations par rapport au déplacement de l'appareil.

8. Appareil d'arrosage selon la revendication 7, compre-nant un moteur d'entraînement autonome permettant l'entraînement de l'appareil, une fois le tuyau branché, tandis que le tuyau se déroule, jusqu'aux limites de la zone à arroser, un dispositif de guidage en direction, comportant un bras palpeur actionnable pour coopérer avec la portion de tuyau qui est déroulée sur le sol, et un moteur hydraulique actionne par le liquide d'arrosage sous pression, pour ramener ensuite l'appareil vers le poste d'eau, guidé sur le tuyau, tout en enroulant le tuyau, le dispositif d'ar-rosage étant alors en fonctionnement.