FR2811860A1 - Agricultural machine cutting blade made from an alloy steel and incorporating an anti-adherent polymer based coating on at least its cutting edge - Google Patents

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Thierry Frederic Lagarde
Philippe Lagarde
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Abstract

A cutting blade, for an agricultural machine incorporating a cutting edge, is made of alloyed steel and at least the cutting edge of the blade includes a polymer based anti-adherent coating, notably with a polytetrafluoroethylene base.

Description

LAME DE COUPE POUR MACHINE AGRICOLECUTTING BLADE FOR AGRICULTURAL MACHINE

La présente invention se rapporte à une lame de coupe pour machine  The present invention relates to a cutting blade for a machine

agricole, notamment pour rogneuse, prétailleuse ou machine analogue.  agricultural, especially for trimming, pruning or similar machine.

Pour la taille de la végétation et plus particulièrement de la vigne, on  For the size of the vegetation and more particularly the vine, one

utilise en général des machines équipées d'au moins une lame tournante.  generally uses machines equipped with at least one rotating blade.

Grâce à leur arête tranchante et leur vitesse de rotation, ces lames coupent la  Thanks to their sharp edge and speed of rotation, these blades cut the

végétation à la manière d'une serpe.  vegetation in the manner of a billhook.

Ces lames sont en général réalisées à partir d'une plaque de forme rectangulaire, qui est ensuite usinée pour obtenir au moins une arête de coupe avec un rayon de courbure plus ou moins important. De préférence, pour équilibrer la lame, cette dernière est symétrique par rapport à son axe de rotation. Si les lames existantes donnent parfaitement satisfaction au début de leur utilisation, l'arête de coupe de ces lames s'usent rapidement si bien que la végétation et notamment les rameaux ne sont plus coupés nettement mais  These blades are generally made from a rectangular plate, which is then machined to obtain at least one cutting edge with a radius of curvature more or less important. Preferably, to balance the blade, the blade is symmetrical about its axis of rotation. If the existing blades are perfectly satisfactory at the beginning of their use, the cutting edge of these blades wear out quickly so that the vegetation and especially the twigs are no longer cut clearly but

seulement brisés ce qui nuit à la qualité de la coupe.  only broken which affects the quality of the cut.

Cette usure rapide est due à l'encrassement de l'arête de coupe par accumulation de particules fibreuses collées par la sève et à la dégradation rapide de l'état de surface du tranchant de la lame sous les effets conjugués de l'abrasion engendré par le frottement répété de la végétation et de la  This rapid wear is due to clogging of the cutting edge by the accumulation of sap-bonded fibrous particles and the rapid degradation of the surface condition of the blade edge under the combined effects of the abrasion produced by the abrasion. the repeated friction of the vegetation and the

corrosion engendré par l'acidité de la sève.  corrosion caused by the acidity of the sap.

Aussi, une première solution pour pallier ce problème consiste à démonter les lames après un temps d'utilisation relativement court pour les  Also, a first solution to overcome this problem is to disassemble the blades after a relatively short period of use for them.

nettoyer soigneusement et retirer les particules collées, puis à les remonter.  clean thoroughly and remove the sticky particles and reassemble them.

Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante en raison de la perte de temps générée par les démontages/montages des lames, même en utilisant plusieurs jeux de lames ou des lames réversibles. Par ailleurs, on constate toujours une  However, this solution is not satisfactory because of the loss of time generated by disassembly / assembly of the blades, even using multiple sets of blades or reversible blades. In addition, there is always a

détérioration rapide de l'état de surface du tranchant des lames.  rapid deterioration of the surface condition of the blade edge.

Aussi, une autre solution consiste à limiter la dégradation de l'état de surface du tranchant en réalisant la lame en acier inoxydable pour limiter la corrosion, avec une dureté de l'ordre de 50 à 52 Hrc et un état de surface initial élevé, avec une finesse de grains supérieure à 80, pour réduire le  Also, another solution is to limit the degradation of the surface state of the cutting edge by producing the stainless steel blade to limit corrosion, with a hardness of the order of 50 to 52 Hrc and a high initial surface state, with a grain fineness greater than 80, to reduce the

coefficient de frottement entre la lame et la végétation.  coefficient of friction between the blade and the vegetation.

Même si cette solution permet d'accroître la durée d'utilisation des lames et de conserver la qualité de coupe dans le temps, elle ne donne pas  Even if this solution allows to increase the duration of use of the blades and to maintain the quality of cut in the time, it does not give

encore pleinement satisfaction.still fully satisfied.

Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur, en proposant une nouvelle lame de coupe pour machine agricole, notamment pour rogneuse et prétailleuse, dont les matériaux la constituant lui procure une meilleure résistance à l'usure et une meilleure conservation de la  Also, the present invention aims at overcoming the drawbacks of the prior art, by proposing a new cutting blade for agricultural machinery, particularly for trimmer and pruner, whose materials constituting it provides a better wear resistance and better conservation of

qualité de coupe que les lames de l'art antérieur.  cutting quality than the blades of the prior art.

A cet effet, I'invention propose une lame de coupe pour machine agricole comprenant un tranchant caractérisée en ce que la lame est réalisée en acier allié et en ce qu'au moins le tranchant de la lame comprend un revêtement à base d'un polymère anti-adhérent, notamment à base de polytétrafluoroéthylène. Avantageusement, au moins le tranchant subit une projection à base de carbure de tungstène, puis une imprégnation d'une composition de polymères  For this purpose, the invention proposes a cutting blade for agricultural machinery comprising a cutting edge characterized in that the blade is made of alloy steel and in that at least the cutting edge of the blade comprises a coating based on a polymer non-stick, especially based on polytetrafluoroethylene. Advantageously, at least the cutting edge undergoes a projection based on tungsten carbide, then an impregnation of a polymer composition

anti-adhérents, notamment de polytétrafluoroéthylène.  anti-adherents, especially polytetrafluoroethylene.

Selon un mode de réalisation préféré, I'acier comprend: - de 0,15 à 0,24% de C, - de 0,20 à 0,65% de Si, - de 1 à 1,7% de Mn, - < 0,025% de P, - _ 0,025 de S, - de 0,80 à 1,50% de Cr, -< 0,30% de Mo, - <0,5% deCu, et  According to a preferred embodiment, the steel comprises: from 0.15 to 0.24% of C, from 0.20 to 0.65% of Si, from 1 to 1.7% of Mn, <0.025% P, - 0.025 S, - 0.80 to 1.50% Cr, - <0.30% Mo, - <0.5% Cu, and

-< 0,6% de Ni.- <0.6% of Ni.

De préférence, la composition projetée comprend 86% de carbure de tungstène, 10% de cobalt et 4% de chrome, et l'épaisseur du dépôt n'excède  Preferably, the projected composition comprises 86% of tungsten carbide, 10% of cobalt and 4% of chromium, and the thickness of the deposit does not exceed

pas 1 mm.not 1 mm.

Pour augmenter la résistance à l'usure du tranchant de la lame, selon une autre caractéristique la lame a une forme particulière et se caractérise en ce que les deux bords de chaque aile présentent un rayon de courbure, le premier bord, portant l'arête de coupe, ayant un profil convexe, le second bord ayant un profil concave, afin d'augmenter la longueur de l'arête de coupe  To increase the wear resistance of the edge of the blade, according to another characteristic the blade has a particular shape and is characterized in that the two edges of each wing have a radius of curvature, the first edge carrying the edge of cutting, having a convex profile, the second edge having a concave profile, in order to increase the length of the cutting edge

tout en gardant une largeur de lame I relativement peu importante.  while keeping a blade width I relatively small.

Selon une autre caractéristique, les bords ont des rayons de courbure,  According to another characteristic, the edges have radii of curvature,

respectivement R1 et R2 différents, R2 étant supérieur à R1.  respectively R1 and R2 different, R2 being greater than R1.

Avantageusement, le centre O1 du rayon de courbure Ri et le centre 02 du rayon de courbure R2 sont situés sur une même droite parallèle à l'axe  Advantageously, the center O1 of the radius of curvature R1 and the center of the radius of curvature R2 R2 are located on the same straight line parallel to the axis

transversal (28) de la lame.transverse (28) of the blade.

De préférence, le rayon RI est compris dans la plage des valeurs variant 2xl à 5xl, et le rayon R2 dans la plage des valeurs variant de 3xl et 9xl, de  Preferably, the radius R1 is in the range of values varying from 2x1 to 5x1, and the radius R2 in the range of values varying from 3x1 to 9x1, from

préférence le rayon Ri étant sensiblement égal à 3xl et le rayon R2 à 6xl.  preferably the radius Ri being substantially equal to 3xl and the radius R2 to 6xl.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui  Other features and benefits will emerge from the description that

va suivre du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple  will follow the device of the invention, description given by way of example

uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation d'une lame selon l'invention, et  only, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an elevational view of a blade according to the invention, and

- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne Ii-Ii de la figure 1.  - Figure 2 is a sectional view along line Ii-Ii of Figure 1.

Selon l'invention, pour améliorer la résistance à l'usure dans le temps,  According to the invention, to improve the resistance to wear over time,

les lames sont réalisées en acier allié, de préférence en acier faiblement allié.  the blades are made of alloy steel, preferably low alloy steel.

Selon un mode de réalisation préféré, on utilise un acier comprenant: - de 0,15 à 0,24% de C, - de 0,20 à 0,65% de Si, - de 1 à 1,7% de Mn, - < 0, 025% de P, -< 0,025 de S, - de 0,80 à 1,50% de Cr, -< 0,30% de Mo, < 0,5% de Cu, et -< 0,6% de Ni. Avantageusement, ces lames sont découpées au laser dans une plaque, la découpe laser permettant d'obtenir des lames avec deux rayons de courbure  According to a preferred embodiment, a steel comprising: from 0.15 to 0.24% C, from 0.20 to 0.65% Si, from 1 to 1.7% Mn, <0, 025% P, <0.025 S, - 0.80 to 1.50% Cr, - <0.30% Mo, <0.5% Cu, and - <0, 6% of Ni. Advantageously, these blades are laser cut in a plate, the laser cutting to obtain blades with two radii of curvature

tout en limitant les chutes.while limiting falls.

Pour améliorer la résistance à l'usure et diminuer le coefficient de frottement entre la lame et la végétation, ces lames, au moins le tranchant,  To improve the resistance to wear and to reduce the coefficient of friction between the blade and the vegetation, these blades, at least the cutting edge,

subissent un traitement de surface.undergo a surface treatment.

Selon l'invention, la lame, au moins le tranchant, comprend un revêtement à base d'un polymère anti-adhérent, notamment à base de polytétrafluoroéthylène. De préférence avant le traitement de surface, la lame, ou au moins le  According to the invention, the blade, at least the cutting edge, comprises a coating based on a non-stick polymer, especially based on polytetrafluoroethylene. Preferably before the surface treatment, the blade, or at least the

tranchant, est rectifiée.sharp, is rectified.

Ensuite, la partie à traiter subit une projection à base de carbure de tungstène. De préférence, la composition projetée comprend 86% de carbure de tungstène, 10% de cobalt et 4% de chrome, et l'épaisseur du dépôt  Then, the part to be treated undergoes a projection based on tungsten carbide. Preferably, the projected composition comprises 86% tungsten carbide, 10% cobalt and 4% chromium, and the thickness of the deposit

n'excède pas 1 mm.does not exceed 1 mm.

Ensuite, la surface traitée est soumise à une imprégnation d'une composition de polymères anti-adhérents, notamment de polytétrafluoroéthylène.  Then, the treated surface is impregnated with a composition of non-stick polymers, especially polytetrafluoroethylene.

Eventuellement, la surface traitée est ensuite, polie.  Optionally, the treated surface is then polished.

Ce traitement de surface permet d'améliorer la durée de vie de la lame  This surface treatment improves the life of the blade

et notamment de son tranchant.and especially his sharpness.

Ce traitement de surface peut s'appliquer à toute les lames de coupe  This surface treatment can be applied to any cutting blade

pour machine agricole quelle que soit la forme géométrique desdites lames.  for agricultural machine whatever the geometric shape of said blades.

Toutefois, pour améliorer encore la durée de vie de la lame, I'invention  However, to further improve the life of the blade, the invention

propose une lame avec de nouvelles formes.  proposes a blade with new forms.

Sur la figure 1, on a représenté une lame de coupe 10 pour machine agricole, notamment pour rogneuse, comprenant un corps 12, prolongé de façon symétrique par deux ailes 14 supportant un tranchant 16 avec une arête  In FIG. 1, there is shown a cutting blade 10 for an agricultural machine, particularly for a trimmer, comprising a body 12, symmetrically extended by two wings 14 supporting a cutting edge 16 with a ridge

de coupe 18.cutting 18.

La lame 10 est symétrique par rapport à son axe 20 de rotation pour limiter les risques de balourd au niveau des éléments d'entraînement en rotation de la lame, non représentés. Le sens de rotation de la lame est  The blade 10 is symmetrical with respect to its axis of rotation to limit the risks of unbalance at the drive elements in rotation of the blade, not shown. The direction of rotation of the blade is

matérialisé par les flèches 22.materialized by the arrows 22.

Selon l'invention, les deux bords de chaque aile 14 présentent un rayon de courbure, le premier bord 24, portant l'arête de coupe 18, ayant un profil convexe, le second bord 26 ayant un profil concave, ceci afin d'augmenter la longueur de l'arête de coupe 18 tout en gardant une largeur de lame I  According to the invention, the two edges of each wing 14 have a radius of curvature, the first edge 24, carrying the cutting edge 18, having a convex profile, the second edge 26 having a concave profile, in order to increase the length of the cutting edge 18 while keeping a blade width I

relativement peu importante.relatively small.

Sur la figure 1, le profil d'une lame de l'art antérieur est représenté en pointillé afin de voir la différence avec la lame de l'invention. Selon l'art antérieur, seul le bord portant l'arête de coupe présente un rayon de courbure,  In Figure 1, the profile of a blade of the prior art is shown in dotted line to see the difference with the blade of the invention. According to the prior art, only the edge bearing the cutting edge has a radius of curvature,

I'autre bord étant droit et parallèle à l'axe longitudinal de la lame.  The other edge being straight and parallel to the longitudinal axis of the blade.

De préférence, les bords 24 et 26 ont des rayons de courbure,  Preferably, the edges 24 and 26 have radii of curvature,

respectivement R1 et R2 différents, R2 étant supérieur à R1.  respectively R1 and R2 different, R2 being greater than R1.

Selon un mode de réalisation préféré, le centre 01 du rayon de courbure R1 et le centre 02 du rayon de courbure R2 sont situés sur une même droite  According to a preferred embodiment, the center 01 of the radius of curvature R1 and the center 02 of the radius of curvature R2 are located on the same line

parallèle à l'axe transversal 28 de la lame.  parallel to the transverse axis 28 of the blade.

Par ailleurs, le rayon Rl est compris dans la plage des valeurs variant 2xl à 5xl, et le rayon R2 dans la plage des valeurs variant de 3xl et 9xl. De  On the other hand, the radius R1 is in the range of values varying from 2x1 to 5x1, and the radius R2 in the range of values varying from 3x1 to 9x1. Of

préférence, le rayon R1 est sensiblement égal à 3xl et le rayon R2 à 6xl.  preferably, the radius R1 is substantially equal to 3xl and the radius R2 to 6xl.

Selon l'invention pour une largeur de lame I relativement faible, on obtient une longueur d'arête de coupe 18 plus importante que pour les lames de l'art antérieur grâce au profil d'ailes à double rayons de courbure, et un angle cO entre l'axe longitudinal 30 de la lame et la tangente à l'arête de coupe à l'extrémité de la lame plus grand, ce qui contribue à améliorer la qualité de coupe. Selon l'invention, on peut envisager un rayon R2 infini, le bord 26 étant  According to the invention for a relatively small blade width I, a greater cutting edge length 18 is obtained than for the blades of the prior art thanks to the profile of wings with double radii of curvature, and an angle θ between the longitudinal axis 30 of the blade and the tangent to the cutting edge at the end of the larger blade, which contributes to improving the quality of cut. According to the invention, an infinite radius R 2 can be envisaged, the edge 26 being

alors droit.then right.

Dans tous les cas, il est important que la droite D passant par le point A, extrémité du second bord 26 de la lame, et le point B, intersection de l'axe transversal 28 et du bord de lame 26, forme un angle [>O avec la droite D' passant par le point B et parallèle à l'axe longitudinal 30, afin d'obtenir une arête de coupe 18 la plus longue possible. Selon une autre caractéristique, I'arête 32 au niveau du tranchant est  In any case, it is important that the line D passing through the point A, end of the second edge 26 of the blade, and the point B, intersection of the transverse axis 28 and the blade edge 26, forms an angle [ > O with the line D passing through the point B and parallel to the longitudinal axis 30, to obtain a cutting edge 18 as long as possible. According to another characteristic, the edge 32 at the cutting edge is

cassée ou arrondie.broken or rounded.

De part leurs formes, on constate que ces lames s'usent nettement  Because of their shapes, we find that these blades wear out clearly

moins vite.slower.

Bien entendu, I'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la taille de la lame et le type de  Of course, the invention is obviously not limited to the embodiment shown and described above, but covers all variants, particularly with respect to the size of the blade and the type of blade.

machine agricole sur laquelle la lame de l'invention est montée.  agricultural machine on which the blade of the invention is mounted.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Lame de coupe pour machine agricole comprenant un tranchant caractérisée en ce que la lame est réalisée en acier allié et en ce qu'au moins  1. cutting blade for agricultural machine comprising a cutting edge characterized in that the blade is made of alloy steel and in that at least le tranchant de la lame comprend un revêtement à base d'un polymère anti-  the cutting edge of the blade comprises a coating based on an anti-corrosive polymer adhérent, notamment à base de polytétrafluoroéthylène.  adherent, in particular based on polytetrafluoroethylene. 2. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins le tranchant subit une projection à base de carbure de tungstène, puis une imprégnation d'une composition de polymères  2. cutting blade for agricultural machine according to claim 1, characterized in that at least the cutting edge undergoes a projection based on tungsten carbide, then an impregnation of a polymer composition anti-adhérents, notamment de polytétrafluoroéthylène.  anti-adherents, especially polytetrafluoroethylene. 3. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'acier comprend: - de 0,15 à 0,24% de C, - de 0, 20 à 0,65% de Si, - de 1 à 1,7% deMn, - < 0,025% de P, - < 0,025 de S, de 0,80 à 1,50% de Cr, - < 0,30% de Mo, - < 0,5% de Cu, et  Agricultural agricultural cutting blade according to claim 1 or 2, characterized in that the steel comprises: from 0.15 to 0.24% C, from 0.25 to 0.65% Si, from 1 to 1.7% of Mn, <0.025% of P, - <0.025 of S, from 0.80 to 1.50% of Cr, - <0.30% of Mo, - <0.5% Cu, and - < 0,6% de Ni.- <0.6% of Ni. 4. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la composition projetée comprend 86% de carbure de tungstène, 10% de cobalt et 4% de chrome, et l'épaisseur du dépôt n'excède  Agricultural cutting blade according to claim 2 or 3, characterized in that the projected composition comprises 86% of tungsten carbide, 10% of cobalt and 4% of chromium, and the thickness of the deposit does not exceed pas 1 mm.not 1 mm. 5. Lame de coupe pour machine agricole selon l'une quelconque des  5. An agricultural machine cutting blade according to any one of revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins le tranchant est polie  Claims 1 to 4, characterized in that at least the cutting edge is polished après le dépôt du revêtement.after the deposition of the coating. 6 Lame de coupe pour machine agricole selon l'une quelconque des  6 Cutting blade for agricultural machinery according to any one of revendications 1 à 5 comprenant un corps (12), prolongé de facon symétrique  Claims 1 to 5 comprising a body (12), symmetrically extended par deux ailes (14) supportant un tranchant (16) avec une arête de coupe (18) caractérisée en ce que, pour chaque aile (14), le bord (24) portant l'arête de coupe (18) présente un rayon de courbure et la droite D passant par le point A, extrémité du second bord (26) de la lame, et le point B, intersection de l'axe transversal (28) de la lame et du bord de lame (26), forme un angle P>0 avec la droite D' passant par le point B et parallèle à l'axe longitudinal (30) de la lame, afin d'augmenter la longueur de l'arête de coupe (18) tout en gardant  by two wings (14) supporting a cutting edge (16) with a cutting edge (18) characterized in that, for each wing (14), the edge (24) carrying the cutting edge (18) has a radius of curvature and the line D passing through the point A, end of the second edge (26) of the blade, and the point B, intersection of the transverse axis (28) of the blade and the blade edge (26), forms a angle P> 0 with the straight line D passing through the point B and parallel to the longitudinal axis (30) of the blade, in order to increase the length of the cutting edge (18) while keeping une largeur de lame I relativement peu importante.  a relatively small blade width I. 7. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 6, caractérisée en ce que les deux bords de chaque aile (14) présentent un rayon de courbure, le premier bord (24), portant l'arête de coupe (18), ayant un profil convexe, le second bord (26) ayant un profil concave, afin d'augmenter la longueur de l'arête de coupe (18) tout en gardant une largeur de lame I  Cutting blade for an agricultural machine according to Claim 6, characterized in that the two edges of each flange (14) have a radius of curvature, the first edge (24) carrying the cutting edge (18) having a convex profile, the second edge (26) having a concave profile, to increase the length of the cutting edge (18) while keeping a blade width I relativement peu importante.relatively small. 8. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 7, 1 5 caractérisée en ce que les bords (24, 26) ont des rayons de courbure,  Cutting blade for an agricultural machine according to Claim 7, characterized in that the edges (24, 26) have radii of curvature, respectivement R1 et R2 différents, R2 étant supérieur à R1.  respectively R1 and R2 different, R2 being greater than R1. 9. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le centre 01 du rayon de courbure R1 et le centre 02 du rayon de courbure R2 sont situés sur une même droite parallèle à l'axe  9. cutting blade for agricultural machine according to claim 7 or 8, characterized in that the center 01 of the radius of curvature R1 and the center 02 of the radius of curvature R2 are located on the same straight line parallel to the axis transversal (28) de la lame.transverse (28) of the blade. 10. Lame de coupe pour machine agricole selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le rayon R1 est compris dans la plage des valeurs variant 2xl à 5xl, et le rayon R2 dans la plage des valeurs variant de 3xl et 9x!, de préférence le rayon R1 étant sensiblement égal à 3xl et le rayon R2 à  Agricultural cutting blade according to claim 8 or 9, characterized in that the radius R1 is in the range of values varying from 2x1 to 5x1, and the radius R2 in the range of values varying from 3xl to 9x! preferably the radius R1 being substantially equal to 3xl and the radius R2 to 6xl.6xl.
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