Machine à secouer les arbres
La présente invention concerne, une machine à secouer les arbres.
Les machines courantes destinées à secouer les arbres comportent une flèche pouvant être relevée et équipée d'un élément central recevant un mouvement de va-et-vient, se prolongeant dans le sens longitudinal jusqu'à l'extrémité extérieure de la flèche. Un étrier disposé à l'extrémité de l'élément central vient en contact avec une branche ou toute autre partie de l'arbre pour la secouer. Dans le fonctionnement de la machine le tracteur portant la flèche s'avance légèrement, avant le secouage, afin d'exercer sur l'arbre ou sur la branche 1'effort de flexion, nécessaire pour empêcher l'arbre de subir des chocs ou un martelage nuisible pendant le secouage.
Quoique les machines du type décrit aient donné des résultats satisfaisants depuis plusieurs années, on a constaté que leur bon fonctionnement est compromis par le dispositif spécial venant en contact avec l'arbre pour le secouer. Par exemple il faut beaucoup de temps pour amener d'abord la flèche en contact avec une branche, puis pour faire avancer le tracteur en vue de courber la branche et enfin pour actionner le mécanisme de secouage. De plus, étant donné que l'étrier est normalement en position de retrait lorsqu'il vient en contact et exerce un effort, la branche risque de subir un effort excessif et s'en dommager ou même de se casser lorsque l'étrier vient en avant pour la secouer.
Une autre difficulté résulte de la forme de construction rigide et non élastique de l'étrier qui comporte des surfaces à arête vive risquant d'entailler ou d'endommager l'écorce de l'arbre.
La machine selon la présente invention évite les inconvénients et désavantages mentionnés. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comporte un véhicule monté sur roues, une flèche allongée pouvant s'élever, montée sur ce véhicule et suspendue librement, un mécanisme d'accrochage porté par la flèche, un dispositif à secousses porté par la Blèche donnant un mouvement de va-et-vient suivant l'axe au mécanisme d'accrochage qui comporte des éléments élastiques montés de chaque côté d'un amortisseur, monté à oscillation par rapport à la flèche, et un dispositif de commande du mécanisme d'accrochage, faisant fonctionner les éléments élastiques opposés de façon à entourer mécaniquement une branche de l'arbre et à la serrer contre l'amortisseur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution particulière et des variantes d'une machine selon l'invention :
la fig. 1 est une vue en élévation latérale,
la fig. 2 est la vue perspective à plus grande échelle du dispositif de montage de'la flèche de la machine de la fig. 1,
la fig. 3 est la vue en coupe et en élévation à plus grande échelle du mécanisme d'accrochage et de secouage,
la fig. 4 est la vue à plus grande échelle de la portion 4-4 de la fig. 3,
la fig. 5 est la vue en plan à grande échelle et en coupe du mécanisme d'accrochage de la fig. 3, en position d'ouverture ou de dégagement,
la fig. 6 est la vue en coupe suivant 6-6 de la fig. 5,
la fig. 7 est la vue semblable à la fig. 5 d'une autre forme de réalisation du mécanisme d'accro- chage,
la fig.
8 est la vue en plan du mécanisme de commande de la machine, y compris l'installation
hydraulique,
la fig. 9 en est la vue en bout,
la fig. 10 est la vue à plus grande échelle du mé
canisme de commande du mouvement de va-et-vient,
la fig. 11 est la vue semblable à plus petite échelle
du dispositif de montage de l'ensemble des méca-
nismes de commande de la flèche,
la fig. 12 représente schématiquement le méca- nisme à secousses, ainsi que son fonctionnement,
la fig. 13 est la vue semblable à la fig. 11, d'une autre forme de réalisation de l'installation hydraulique, et
la fig. 14 est la vue partielle d'une autre variante de l'installation hydraulique.
La machine représentée comprend un tracteur agricole 10 qui comporte des roues avant directrices
12 et des roues arrière motrices 14. Un châssis 17 se prolonge en avant du tracteur et comporte un dispositif suspendant librement une flèche flottante
18, avec un mécanisme d'accrochage 20 et un méca- nisme à secousses 21. D'une manière générale, tous les dispositifs de commande de la flèche, et des mécanismes d'accrochage et de secousses, sont portés par le dispositif de montage à oscillation de la flèche 25, d'accès facile pour le conducteur, désigné d'une manière générale par 22. Ces dispositifs de commande comportent des appareils de manoeuvre diri- gés vers l'arrière 27.
Les mécanismes combinés de l'appareil à secousses, de la machine ayant la forme de réalisation pré férée sont actionnés par une pompe hydraulique 24 commandée par l'arbre du tracteur. Le côté aspiration de la pompe communique (fig. 8 et 9) par un tuyau 28 avec un réservoir approprié 26 de fluide hydraulique. Le Buide refoulé par la pompe arrive par un tuyau 30 dans une boîte de commande 23 combinée avec la flèche, puis en sort pour revenir dans le réservoir 26 par un tuyau 32. Ainsi qu'on peut le voir, les diverses soupapes de la boîte 23 sont destinées à faire arriver le fluide hydraulique dans les mécanismes de la flèche d'accrochage et de secousses. De plus des poignées 29 (fig. 1) servent à déterminer par rotation la position du mécanisme d'accrochage.
La flèche 18 est suspendue librement ou en position flottante par rapport au dispositif de montage 150. La flèche peut être d'une forme de construction quelconque appropriée, mais elle comporte de préférence un revêtement renforcé par une charpente intérieure. Cette forme de construction est avantageuse, car elle permet de diminuer le poids de la flèche à manoeuvrer, augmentant ainsi le rendement du tracteur. Le dispositif de montage 150 a pour but de mettre à profit l'inertie de la flèche 18 pour s'opposer à l'effort de réaction et à l'élasticité de l'arbre et ainsi d'amortir et de régler les secousses transmises.
La flèche 18 est supportée sur le châssis anté
rieur du tracteur (fig. 1) par un élévateur vertical
152, qui lui-même supporte un bras oscillant horizontal 154, à l'extrémité duquel est monté un arbre
au support oscillant 156 qui fait partie du dispositif
de montage oscillant 25 de la flèche. Ce dernier présente à son extrémité supérieure un arbre horizon
tal 158 sur lequel est suspendu le dispositif de mon
tage à la cardan 160 de la flèche 18.
Ce dispositif de montage à la cardan (fig. 2) supporte un arbre oscillant inférieur 162 sur lequel est monté sans attache le collier de portée 164 de la flèche 18. Le collier 164 est monté de préférence
au voisinage du centre de gravité de la flèche 18 pour en rendre, la manoeuvre plus facile et il est construit de façon à permettre de régler le mouvement de rotation de la flèche pendant qu'elle secoue l'arbre.
Il est facile de voir d'après ce qui précède, qu'on peut faire monter l'extrémité libre de la flèche 18 dans une position voisine d'une branche de l'arbre, au moyen des poignées 29. Pendant cette opération, le cylindre de l'élévateur 152 fait monter ou descendre le bras oscillant horizontal 154 dans la position choisie par l'opérateur, qui règle l'inclinaison de la flèche au moyen des poignées 29.
La flèche 18 comporte des dispositifs de montage espacés 36 et 38 (fig. 4 et 10) correspondant au tube ou arbre 40 à secousses qui reçoit un mouvement de va-et-vient. Les mouvements de va-et-vient de cet arbre 40 lui sont transmis par un moteur hydraulique 42, commandé par un levier et une soupape désignée par 44. Celle-ci peut comporter une soupape du type cylindrique ou de tout autre type approprié pouvant laisser passer une quantité suffisante de fluide hydraulique dans des tuyaux 46 et 48 pour faire fonctionner le moteur 42. Un excentrique 50 fixé sur l'arbre 52 du moteur donne un mouvement de va-et-vient à l'arbre 40 dans le sens longitudinal de la flèche, par l'intermédiaire d'un accouplement universel 54.
L'extrémité libre de la flèche 18 est équipée avec un mécanisme d'accrochage 20 qui permet de saisir et de retenir élastiquement une branche d'arbre pour la secouer, en atténuant autant que possible le risque de transmettre des chocs à l'écorce ou de l'user par frottement ou de faire subir des efforts excessifs à la branche. Le mécanisme 20 comporte d'une manière générale deux crochets opposés élastiques 70, montés à oscillation de chaque côté d'un tampon amortisseur 72 de forme courbe disposé à l'ex- trémité de l'arbre creux 40. Ainsi qu'on le verra plus loin, les crochets peuvent se fermer élastiquement autour d'une branche de l'arbre, de façon à la serrer mécaniquement contre le tampon 72 pendant le secouage.
L'ensemble du mécanisme d'accrochage 20 de la forme de réalisation des fig. 3 à 6 est monté à oscillation par rapport à la flèche 18 et en particulier par rapport à une gaine 74 fixée par une plaque 76 sur un prolongement 78 de l'arbre 40 animé d'un mouvement de va-et-vient. Le mouvement d'oscillation peut être obtenu par l'élément de support 80 monté autour d'un axe 82 qui se trouve dans un prolongement de la gaine 74. Le tampon courbe 72 est poussé sur le support 80, de façon à osciller avec lui autour de l'axe 82. Les crochets 70 sont actionnés par des manivelles 84 montées à oscillation sur des axes 86 également portés par le support 80.
Ainsi qu'on peut le voir, cette forme de construction permet aux crochets de recevoir des mouvements d'oscilation dans deux plans, dans un plan vertical autour de l'axe 82 et dans un plan horizontal autour des axes 86. De préférence, les crochets 70 sont décalés latéralement l'un par rapport à l'autre (fig. 1 et 3) pour leur permettre de se fermer complètement.
Les crochets sont actionnés par des bielles 88 accouplées à un arbre intérieur 90 qui peut coulisser dans l'arbre creux 40. L'arbre intérieur du dispositif représenté est poussé normalement en position de retrait dans l'arbre creux par un ressort 92, disposé entre les plaques 78 et un piston 94 monté sur 1'ex- trémité intérieure de l'arbre 90. L'extrémité extérieure de l'arbre 90 (fig. 4) qui passe par un trou 96 de la plaque 78, est fixée rigidement sur une barre de poussée 98. Celle-ci est disposée dans la gaine 74 sans frottement par des roulements à billes 100 ou autres dispositifs appropriés et comporte des prolongements 102 en forme d'ailes de façon à former un accouplement universel avec des joints à billes 104 disposés aux extrémités intérieures des bielles 88.
Celles-ci comportent à leurs extrémités extérieures des accouplements universels avec des manivelles 84 par des éléments d'accouplement oscillants 106 portés par les manivelles et supportant les axes 108 des extrémités des bielles.
Les crochets 70 comportent de préférence (fig. 5) des éléments de recouvrement élastiques, en forme de segments 110, qui servent à amortir le contact avec l'arbre. Ces éléments élastiques peuvent être en une matière quelconque appropriée, telle que le caoutchouc ou un élastomère. Le tampon de base 72 comporte également une couche élastique épaisse 112, d'une matière analogue. La principale fonction du tampon 72 est d'obtenir un centrage automatique ainsi que les crochets 70 portés par le support oscillant 80 avec la branche d'arbre avant que les crochets se ferment pour la secouer. Le tampon 72 sert aussi a amortir le choc de contact et à répartir au maximum 1'effort exercé par les secousses sur la zone de contact avec l'arbre.
La fonction des crochets eux-mêmes consiste à serrer élastiquement la branche contre la garniture épaisse du tampon 72, de façon à empêcher virtuellement l'arbre de subir des chocs ou de s'entailler pendant les secousses.
Si on le désire on peut choisir des tampons 72 de courbures différentes suivant les besoins des diverses applications agricoles (par exemple la récolte des noix, des fruits, etc.) pour obtenir un contact de protection aussi parfait que possible entre le méca- nisme d'accrochage et l'arbre.
La fig. 7 représente une forme de réalisation un peu plus simple du mécanisme d'accrochage, suivant laquelle seul le tampon courbe 72 est monté à oscillation autour de l'axe 82 porté par la gaine 74. Les manivelle 84 sont montées séparément à oscillation sur des axes 85, également supportés par la gaine 74. Les crochets sont actionnés comme précédemment par des bielles 87 mais celles-ci sont fixées directement à oscillation sur les manivelles 84 et sur les prolongements en forme d'ailes 102 des barres de poussée 98. Le support de la barre de poussée est aussi légèrement modifié (fig. 7) du fait que cette barre est montée à coulisse dans une partie tubulaire intérieure 89 de la gaine 74.
Des fentes 91 peuvent être formées dans les côtés du tube 89 pour que les axes d'articulation de la barre de poussée ou des bielles viennent dans le prolongement l'un de l'autre par rapport à la gaine.
On fait fonctionner le mécanisme d'accrochage 20 des deux formes de réalisation qui précèdent par une commande à levier et soupape 114 qui peut être de la même forme de construction générale que le dispositif de commande décrit ci-dessus. En effet, en poussant le levier 114 dans un sens, on fait arriver le fluide hydraulique par un tuyau 116 à l'intérieur de l'arbre creux 40 dans lequel il agit sur un piston 94 qui fait avancer la barre de poussée et les bielles, de façon à fermer les crochets 70 contre le tampon 72. Le levier 114 occupant son autre position, le ressort 92 fait revenir le fluide hydraulique par un tuyau 118 et par une soupape de décompression réglable 120 vers le réservoir 26.
De préférence la soupape 120 fonctionne également de façon à limiter la pression du fluide dans l'installation et à empêcher la pression de fermeture des crochets d'atteindre une valeur trop grande, ce qui risquerait d'endommager l'écorce de l'élément de l'arbre avec lequel ils sont en contact.
En général, la flèche 18 est commandée hydrau- liquement au moyen de la boîte de commande 23 (fig. 1). Le dispositif de commande à levier et soupape 62 commande donc le fonctionnement du cylindre de levage 152 par l'intermédiaire de la poignée 27 dirigée en arrière. Le dispositif de commande à levier et soupape 44 commande, de la même manière, le fonctionnement du mécanisme de va-et-vient de l'arbre 40, ainsi qu'il a déjà été dit. Le dispositif de commande à levier et soupape 114 fait fonctionner le mécanisme d'accrochage 20 ainsi qu'il a déjà été dit également, de façon à actionner les crochets 70 de serrage d'un élément de l'arbre contre le tampon 72.
Les fig. 10 et 11 représentent une variante dans laquelle des dispositifs actionnés à la main amènent en position de rotation le mécanisme d'accrochage 20 par rapport à la flèche 18 au lieu d'avoir recours aux poignées 29. Ces dispositifs décrits antérieurement dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique pré cité, consistent d'une manière générale dans une barre de commande 122 montée sur la flèche et comportant une manivelle 124 de réglage de la position d'une transmission à chaîne et pignon 126 en liaison de fonctionnement avec l'extrémité postérieure de l'arbre 40.
La machine de la fig. 1 fonctionne de la manière suivante :
En supposant que le mécanisme d'accrochage 20 est en position d'ouverture, on avance le tracteur 10 dans la position désirée, au voisinage de l'arbre.
Cette opération peut s'effectuer facilement par un opérateur unique ou si la vitesse a une grande importance, en faisant intervenir un opérateur supplé- mentaire qui peut faire osciller simultanément le bras horizontal 154 de la flèche dans la position voulue. On peut alors faire tourner le dispositif de montage oscillant 25 de la flèche et faire osciller la flèche verticalement dans le dispositif de montage à la cardan 150 de façon à amener le tampon postérieur 72 contre la surface inférieure de la branche à secouer. Pendant cette opération, l'opérateur peut également faire tourner la flèche dans le collier 164 pour amener le tampon postérieur dans le prolongement longitudinal de la branche.
Au moment où le tampon 72 vient en contact avec la branche, il oscille aussi autour de l'axe 82, de sorte que la surface du tampon se centre auto matiquement dans le sens longitudinal de la branche.
Le tampon occupant cette position a pour effet de répartir uniformément l'effort exercé par les secousses et d'empêcher autant que possible l'écorce de s'endommager. On actionne alors le dispositif de commande 114 pour fermer les crochets 70 et entourer en partie ou en totalité la branche de l'arbre en la poussant fortement contre le tampon 72. On commence à secouer la branche en agissant sur le dispositif de commande 44 pour mettre en marche le moteur hydraulique 42. La pression hydraulique maintenant les crochets 70 en position de fermeture, continue de s'exercer du fait de l'accouplement flexible du tuyau 116 et de son orifice d'entrée avec l'arbre à secousses 40 (fig. 10 et 11).
Le secouage de l'arbre étant terminé, la pression hydraulique cesse de s'exercer dans l'arbre creux 40, et le ressort 92 ramène les crochets 70 en position d'ouverture en vue de l'opération suivante. Etant donné que les dispositifs de commande sont centralisés, toutes ces opérations peuvent s'effectuer rapidement et facilement sans qu'il soit nécessaire de faire subir un effort initial à la branche ou sans que le fonctionnement de la machine subisse un retard quelconque.
Le mécanisme d'accrochage des fig. 3 et 6 permet de réaliser plusieurs avantages dans l'exécution de l'opération précitée. Plus spécialement, toutes les parties de ce mécanisme d'accrochage se centrent facilement et automatiquement avec la surface de l'arbre en contact pendant les secousses, de façon à réduire au minimum le mouvement latéral adjacent à l'écorce, qui risquerait de la détacher, de l'entailler ou de 1'endommager de toute autre ma nière. En effet (fig. 3) le tampon de base 72 est venu en contact avec la branche 130 et ayant tourné luimême, fait tourner les crochets 70 autour de l'axe 82 dans le prolongement axial ou longitudinal de la branche.
Les crochets 70 ont également oscillé et ils sont venus en contact avec le côté postérieur de la branche, de façon à exercer une pression de fermeture directement en sens inverse ou perpendi culairement au tampon de base 72. Les crochets étant ainsi en contact, la pression s'exerce uniformé- ment en tous les points de contact avec la branche, sans exercer d'effort'latéral dans le sens longitudinal de cette branche. Pendant que les secousses se produisent ensuite, les crochets étant ainsi alignés, le risque d'endommager l'écorce ou de. l'user par frottement est grandement diminué.
La machine telle qu'elle est décrite ci-dessus comporte des leviers de commande séparés 44 et 114 pour le mécanisme à secousses 21 et pour le mécanisme d'accrochage 20. La commande de ces opérations peut être combinée dans la variante de la fig. 13 au moyen d'un mécanisme approprié 130 à soupape de partage des courants de fluide et de réduction de la pression. Ce mécanisme à soupape permet de faire arriver le fluide hydraulique par un élément de commande unique 132 dans l'arbre creux par un tuyau 116a et dans le moteur hydraulique 42a par un tuyau 134. Il en résulte que les crochets 70 se ferment autour de la branche en même temps que commencent les secousses. Le mécanisme à soupape 130 peut aussi être du type permettant d'effectuer les opérations l'une après l'autre, ainsi qu'N est décrit avec la fig. 12 à l'appui.
Ces deux modes de fonctionnement sont rendus plus faciles suivant l'invention par la forme de construction du tampon 72 qui se centre automatiquement avec la branche et absorbe et répartit uniformément les efforts des secousses dans ladite branche.
Sous 1'effet des secousses transmises de la manière décrite ci-dessus, la branche reçoit un mouvement de va-et-vient par les efforts d'inertie opposés de la branche et de la flèche pendant que celle-ci reçoit un mouvement de va-et-vient par le méca- nisme 21. IK est facile de voir que le poids de la flèche et du moteur constitue un moment d'inertie suffisant pour que le dispositif reçoie les secousses voulues.
La fig. 14 représente une variante de la machine de la fig. 1, qui comporte deux moteurs hydrauliques au lieu d'un. Cette solution est particulièrement avantageuse avec la flèche librement suspendue telle qu'elle est décrite ci-dessus. Il doit être bien entendu que les moteurs hydrauliques, en fonctionnant (fig.
10) font tourner les excentriques 50 avec un décalage ide phase de 1800 en doublant ainsi d'une manière efficace l'action du mouvement de va-etvient. Etant donné que la flèche 18 va et vient ou flotter avec la branche, l'action du mouvement de va-et-vient supplémentaire provoquée par le second moteur est extrêmement avantageuse en ce qui concerne les secousses, sans augmenter sensiblement 1'effort exercé sur l'élément de l'arbre en contact.