FR3018152A1

FR3018152A1 - Element et outil de coupe pour machine agricole et machine agricole correspondante

Info

Publication number: FR3018152A1
Application number: FR1451967A
Authority: FR
Inventors: Pascal Jodas
Original assignee: ARNO
Current assignee: ARNO
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2015-09-11
Anticipated expiration: 2034-03-10
Also published as: FR3018152B1

Abstract

Cet élément de coupe (20), qui est destiné à être monté sur un rotor de la machine agricole par l'intermédiaire d'une manille, comprend une zone d'accrochage (30) sur la manille, ainsi qu'une zone de coupe (40) possédant des arêtes latérales tranchantes. Sur au moins une partie de la zone de coupe, le bord intérieur (62) de cette zone de coupe, tourné vers le plan (P30) de la zone d'accrochage, présente en coupe transversale la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers ce plan (P30). Le profil de ce bord intérieur, qui peut être assimilé à un arc de cercle, permet de conserver les propriétés coupantes des arêtes tranchantes, même lorsque ces dernières sont soumises à l'usure. Il se produit donc un auto-affutage de ces arêtes tranchantes, en service.

Description

ELEMENT ET OUTIL DE COUPE POUR MACHINE AGRICOLE, ET MACHINE AGRICOLE CORRESPONDANTE La présente invention concerne un élément de coupe destiné à être monté sur un rotor de machine agricole, un outil de coupe comprenant un tel rotor et plusieurs de ces éléments de coupe, ainsi qu'une machine agricole comprenant au moins un tel outil de coupe. Une machine de type agricole, visée par l'invention, est notamment destinée au fauchage ou au débroussaillage des abords des routes, en particulier des talus des routes et autoroutes. Une telle machine comprend un châssis, sur lequel est monté au moins un outil de coupe. Ce dernier comprend un rotor, tournant autour d'un axe généralement perpendiculaire à la direction d'avancée de cette machine, ainsi que des éléments de coupe, appelés notamment couteaux ou fléaux. Ces éléments de coupe sont, en général, répartis sur la longueur et la circonférence du rotor. Selon une première solution, décrite par exemple dans EP-A-0 728 408 ou EP-A2 647 277, les éléments de coupe sont articulés directement sur des pattes, prévues à la surface du rotor. De façon plus précise, chaque couple de pattes en regard est relié par une tige, alors que l'élément de coupe est creusé d'un orifice lui permettant d'être engagé autour de cette tige. En service, chaque élément de coupe est donc entraîné en rotation, autour d'un axe sensiblement parallèle à celui du rotor. L'invention concerne un autre mode d'articulation des éléments de coupe sur le rotor, tel que celui décrit par exemple dans FR-A-2 900 022. Cette solution fait intervenir un organe de liaison intermédiaire, encore appelé manille, qui est articulé sur le rotor et coopère avec l'élément de coupe. Ce dernier se compose d'une zone d'accrochage sur la manille, définissant un premier plan, ainsi que d'une zone de coupe, définissant un second plan formant un angle avec le premier plan précité. En général, chaque manille supporte deux éléments de coupe identiques, qui sont montés "dos à dos" de sorte qu'ils forment un Y, vus de côté. Ces deux éléments de coupe ne sont pas solidaires mutuellement et peuvent même se déplacer légèrement en translation, à la fois le long de la manille et perpendiculairement à celle-ci. Par conséquent le mouvement de chaque élément de coupe, par rapport au rotor, est plus complexe que dans la première solution décrite ci-dessus. En service, lors de l'avance de la machine agricole, le rotor entre en rotation ce qui provoque, du fait de la force centrifuge, un déplacement des éléments de coupe vers l'extérieur. Les bords latéraux de ces éléments, qui forment des arêtes tranchantes, viennent alors en contact à haute vitesse avec les végétaux, ce qui permet de couper ces derniers. On conçoit qu'il est particulièrement important que les arêtes tranchantes conservent leurs propriétés coupantes, au fur et à mesure de l'utilisation de la machine agricole. En effet, une mauvaise qualité de coupe oblige à au moins un passage supplémentaire de la machine sur la zone à traiter, ce qui est contre-productif. De plus, en cas d'usure importante des éléments de coupe, il est alors nécessaire de les démonter par rapport au rotor. Cette opération est relativement longue et complexe, de sorte qu'il convient de la mettre en oeuvre aussi peu souvent que possible. Dans ces conditions, l'invention vise à proposer un élément de coupe dont les propriétés tranchantes sont plus durables que dans l'art antérieur, tel que décrit dans FR-A-2 900 022.

A cet effet elle a pour objet un élément de coupe pour machine agricole, destiné à être monté sur un rotor de ladite machine, par l'intermédiaire d'une manille articulée sur ce rotor, ledit élément comprenant une zone d'accrochage sur la manille, définissant un premier plan, ainsi qu'une zone de coupe possédant des arêtes latérales tranchantes, cette zone de coupe définissant un second plan formant un angle non nul avec le premier plan, caractérisé en ce que, sur au moins une partie de la longueur de la zone de coupe, le bord de la zone de coupe, dit intérieur, qui est tourné vers le premier plan, présente en coupe transversale la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers ce premier plan. En d'autres termes, ce bord intérieur peut être assimilé à un arc de cercle, dont le centre est situé du côté dudit premier plan. Un tel profil est avantageux, car il permet de conserver les propriétés coupantes des arêtes tranchantes, même lorsque ces dernières subissent le phénomène d'usure. Il se produit donc une sorte « d'auto-affutage » de ces arêtes tranchantes, en service. Le bord intérieur courbe, conforme à l'invention, est à comparer à la solution décrite dans FR-A- 2 900 022. Dans cet art antérieur, le bord intérieur de la zone coupante est plan, de sorte que les arêtes tranchantes deviennent de plus en plus épaisses au fur et à mesure de leur usure, ce qui est alors préjudiciable à leur efficacité. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel élément de coupe peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - sur au moins une partie de la longueur de la zone de coupe, le bord de la zone de coupe, dit extérieur, qui est opposé au premier plan, présente en coupe transversale aussi la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers ce premier plan. - le bord intérieur et/ou le bord extérieur présente(nt) la forme dudit arc sur une longueur d'au moins 50%, notamment d'au moins 90% de la longueur totale de la zone de coupe, en particulier sur l'intégralité de cette longueur totale. - le bord intérieur et/ou le bord extérieur présente(nt) la forme dudit arc, au moins dans la région distale de la zone de coupe, laquelle s'étend depuis la face frontale de cette zone de coupe. - la zone d'accrochage et la zone de coupe sont séparées par deux épaulements, chaque épaulement étant propre à venir en butée contre le rotor, en particulier immédiatement après l'arrêt de la mise en rotation de ce dernier. - le rapport entre la largeur de la zone de coupe et la largeur de la zone d'accrochage , de part et d'autre de ces épaulements, est supérieur à 1.1, notamment voisin de 1.3. - chaque épaulement est défini par un tronçon qui forme, avec un axe transversal de la zone de coupe, un angle compris entre 0 et 45°, notamment voisin de 30°. - la zone de coupe possède une plage amincie, bordée par un décrochement périphérique. L'invention a aussi pour objet un outil de coupe pour machine agricole, comprenant un rotor, plusieurs manilles articulées sur ce rotor et plusieurs éléments de coupe tels que ci-dessus, la zone d'accrochage de chaque élément de coupe coopérant avec la manille, cet élément de coupe possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à cette manille, et optionnellement au moins un degré de liberté en translation par rapport à cette manille.

L'invention a enfin pour objet une machine agricole comprenant au moins un outil de coupe tel que ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective d'un outil de coupe conforme à l'invention - La figure 2 est un vue en perspective, illustrant deux éléments de coupe conformes à l'invention, montés sur une manille appartenant à l'outil de coupe de la figure 1 - La figure 3 est une vue de côté, illustrant à plus grande échelle un élément de coupe de la figure 2. - Les figures 4 et 5 sont des vues de face, illustrant l'élément de coupe de la figure 3, selon respectivement les flèches IV et V de cette figure 3. - La figure 6 est une vue en bout, illustrant l'élément de coupe de la figure 3, selon la flèche VI de cette figure 3. - La figure 7 est une vue de face, illustrant l'élément de coupe de la figure 3, lorsqu'il vient en butée contre le rotor de l'outil de coupe de la figure 1. La figure 1 illustre un outil de coupe conforme à l'invention, désigné dans son ensemble par la référence 1, qui est destiné à équiper une machine agricole. Cette dernière, qui n'est pas représentée, est notamment une faucheuse ou une débroussailleuse, par exemple pour un talus d'autoroute. Cet outil 1 comprend tout d'abord un rotor 2, connu en soi, qui est monté rotatif autour d'un axe A2, globalement perpendiculaire à la direction d'avance de la machine agricole. Le rotor 2 est équipé de plusieurs supports 3, dont chacun est formé par deux pattes en regard 4, percées d'un orifice de passage pour une tige filetée 5 (voir aussi figure 7), dont la tête 5' est visible sur la figure 1. Chaque support, qui est fixé sur le rotor par tout moyen approprié, notamment par soudage, permet l'articulation d'une manille 10, formant organe de liaison intermédiaire. Cette manille supporte à son tour deux couteaux 20 identiques, formant éléments de coupe au sens de l'invention, qui sont réalisés par exemple en acier forgé. Sur la figure 1, on a représenté une seule manille 10 et un seul couple de couteaux 20, qui sont montés dos à dos de sorte qu'ils forment un Y, vus de côté. Bien entendu, chaque support 3 permet l'articulation d'une manille correspondante, laquelle supporte à son tour deux couteaux montés dos à dos. Cependant on peut aussi prévoir que les deux couteaux sont montés face à face, ou bien qu'un seul couteau est associé à une manille donnée. Comme le montre plus précisément la figure 2, la manille 10 présente, de façon connue en soi, une forme de U, avec une âme 11 et deux ailes 12. Chaque aile est percée d'une ouverture 13, permettant le passage de la tige filetée évoquée ci-dessus.

La manille est libre de pivoter, par rapport au rotor, autour de l'axe A10 reliant les deux ouvertures 13. Les figures 3 et suivantes illustrent, de façon plus précise, un couteau 20 conforme à l'invention. Celui-ci comprend, de façon habituelle, une zone d'accrochage 30 définissant un plan P30, ainsi qu'une zone de coupe 40, définissant un plan P40. En vue de côté, comme montré en figure 3, ces deux plans P30 et P40 forment un angle a, généralement compris entre 30 et 60°, avantageusement entre 40 et 50°, de préférence voisin de 45°. En référence plus particulièrement à la figure 5, la zone d'accrochage 30 est creusée d'un orifice oblong 32 de sorte qu'elle présente, de façon habituelle, une forme d'anneau. Une fois que le couteau 20 est monté sur la manille, les parois de l'orifice 32 définissent un jeu fonctionnel avec les branches de la manille. Par conséquent, chaque couteau peut tout d'abord pivoter par rapport à la manille, globalement autour de l'axe principal A11 de l'âme 11 (voir figure 2). De plus chaque couteau peut se déplacer en translation, d'une part le long de cette âme, à savoir parallèlement à cet axe A11, et d'autre part perpendiculairement à ce même axe.

En référence notamment à la figure 4, la zone de coupe 40 est sensiblement rectangulaire et comporte deux arêtes latérales tranchantes 50, ainsi qu'une face frontale 60. Par convention, l'intérieur de la zone de coupe est tourné vers le plan P30 de la zone d'accrochage, alors que son extérieur est tourné à l'opposé de ce plan. On note enfin A20 l'axe principal médian du couteau. Les arêtes tranchantes 50 de la zone de coupe sont raccordées aux côtés latéraux de la zone d'accrochage 30, via deux épaulements 52 (figure 4). Chacun de ces derniers est formé par un tronçon 54 formant, avec l'axe transversal T20 perpendiculaire à celui A20, un angle a54 qui est compris entre 0 et 45°, notamment voisin de 30°. On note en outre 130 et 140 les dimensions transversales, ou largeurs, des zones 30 et 40 de part et d'autre de ces épaulements 52. De façon avantageuse, le rapport 140/130 entre ces deux largeurs est supérieur à 1.1, notamment voisin de 1.3. On va maintenant décrire le profil transversal de la zone de coupe 40, à savoir selon un axe perpendiculaire à celui A20. Ce profil est illustré par la figure 6, qui représente la face frontale 60 de la zone de coupe 20, vue en bout selon la flèche VI visible sur la figure 3. Sur cette figure 6 on note 62 et 64 les bords respectivement intérieur et extérieur de cette face frontale 60, laquelle est symétrique par rapport à un axe médian A60. Le bord intérieur 62 est formé par un arc d'un cercle noté C62, dont le centre X62 est situé du côté du plan P30 de la zone d'accrochage (voir aussi figure 3). De plus, le bord extérieur 64 est aussi formé par un arc d'un cercle noté C64, dont le centre X64 est également situé du côté du plan P30. Ces bords 62 et 64 présentent donc, tous deux, une concavité tournée vers ce plan P30.

En référence à la figure 4 ce profil des bords 62 et 64, en forme d'arcs, est présent sur une longueur qui est supérieure à au moins 50%, notamment à au moins 90% de la longueur L40 de la zone de coupe. De façon préférée, cette zone de coupe présente ce type de profil sensiblement sur la totalité de sa longueur L40. Cette longueur L40 est considérée selon l'axe A20, entre la face frontale 60 et l'extrémité des tronçons 54, adjacente à la zone d'accrochage 30. Ce profil est présent au moins sur la région terminale ou distale de la zone de coupe, à savoir celle qui s'étend depuis la face frontale 60 et se déplace à la plus grande vitesse, en service. Dans l'exemple illustré le rayon R64 du cercle C64 est inférieur au rayon R62 du cercle R62, de sorte que l'épaisseur de la face frontale augmente continûment, depuis les bords tranchants 50 en direction de l'axe médian A20. A titre indicatif, R62 est par exemple inférieur à 120 mm pour une largeur 140 de 60mm. A titre de variante non représentée, on peut prévoir que l'un au moins des rayons R62 et R64 varie le long de la zone de coupe. On peut prévoir aussi que le rayon R64 est supérieur au rayon R62, au moins sur une partie de la largeur de la zone de coupe. On peut prévoir également que le bord extérieur 64 possède une portion plane, non arquée. En référence désormais aux figures 2 et 4, la face intérieure de la zone de coupe 40 est creusée d'un renfoncement, qui délimite une plage amincie 44 bordée par un décrochement périphérique 46. On note tout d'abord s44 et S40 les surfaces respectives de la plage 44 et de la zone 40. De plus on note e44 l'épaisseur de la plage, et E46 la plus petite épaisseur de la zone 40, au niveau du décrochement 46. De façon avantageuse, la surface s44 est non négligeable par rapport à celle S44, alors que l'épaisseur e44 est nettement inférieure à celle E46. De la sorte, la présence de la plage 44 permet une réduction de matière significative. Dans l'exemple illustré, la plage amincie est ménagée sur la face intérieure de la zone 40, tournée vers le plan P30. On peut également prévoir que cette plage amincie est réalisée sur la face extérieure de cette même zone. Pour des raisons de résistance mécanique, l'homme du métier ménagera avantageusement la plage amincie, à une distance suffisante des arêtes tranchantes. Lorsque la machine agricole est en service, le rotor 2 est mis en rotation autour de son axe A2. Chaque manille entre elle-même en rotation par rapport au rotor, autour d'un axe A10 correspondant. Enfin, comme expliqué ci-dessus, chaque couteau 20 se déplace par rapport à sa manille, selon un mouvement complexe faisant intervenir une rotation et deux translations. Du fait de l'avance de la machine, les arêtes tranchantes 50 de chaque couteau viennent en contact avec la végétation, ce qui produit l'opération de coupe. On conçoit que, au fur et à mesure de leur mise en service, ces couteaux sont usés au niveau de ces arêtes tranchantes. La figure 6 illustre, par les traits 50' et 50", les profils de ces arêtes, respectivement à un stade intermédiaire et un stade avancé de leur utilisation. On note que, grâce au profil transversal particulier de la zone de coupe, ces arêtes sont susceptibles de garder leurs propriétés, même après une mise en service prolongée. La Demanderesse a aussi constaté que, de façon surprenante, la présence de la plage amincie ne modifie pas sensiblement la résistance mécanique globale du couteau. Par conséquent, en gardant inchangée la masse du couteau, il est possible d'en augmenter la largeur, ce qui permet de rallonger la durée d'utilisation de ce couteau. On notera que la plage peut présenter des formes différentes, qui permettent notamment d'identifier des couteaux différents, par exemple quant à leur matériau constitutif. Une fois l'opération de coupe achevée, le rotor est arrêté, ce qui produit un choc de chaque couteau contre la surface de ce rotor. Dans cette optique, la présence des épaulements est avantageuse. Ceci est plus particulièrement illustré sur la figure 7, qui représente la venue en butée du couteau 20 contre ce rotor 2. Comme le montre cette figure, le couteau 20 entre en contact avec le rotor 2 au niveau d'un de ses épaulements 52, en une zone de contact notée C. Ceci permet par conséquent de protéger la zone d'accrochage 30, qui reste séparée de la surface de ce rotor par un intervalle de sécurité 1. Ceci réduit sensiblement les risques de casse mécanique, au niveau des parois bordant l'orifice 32. L'homme du métier pourra avantageusement jouer sur les valeurs de l'angle a54 et du rapport 140/130, présentés ci-dessus, afin de garantir un intervalle Ide dimension appropriée.

On notera enfin que l'élément de coupe peut présenter des épaulements, tels que décrits ci-dessus, alors que ses bords respectivement intérieur et extérieur ne présentent pas une forme d'arc. Dans ce cas la présente invention a pour objet un élément de coupe pour machine agricole, destiné à être monté sur un rotor de ladite machine, par l'intermédiaire d'une manille articulée sur ce rotor, ledit élément comprenant une zone d'accrochage sur la manille, définissant un premier plan, ainsi qu'une zone de coupe possédant des arêtes latérales tranchantes, cette zone de coupe définissant un second plan formant un angle non nul avec le premier plan, caractérisé en ce que la zone d'accrochage et la zone de coupe sont séparées par deux épaulements, chaque épaulement étant propre à venir en butée contre le rotor, en particulier immédiatement après l'arrêt de la mise en rotation de ce dernier. Cet élément de coupe peut alors comporter tout ou partie des caractéristiques décrites dans la présente description, qui sont techniquement compatibles avec la présence de ces épaulements.10

Claims

REVENDICATIONS1.- Elément de coupe (20) pour machine agricole, destiné à être monté sur un rotor (2) de ladite machine, par l'intermédiaire d'une manille (10) articulée sur ce rotor, ledit élément comprenant une zone d'accrochage (30) sur la manille, définissant un premier plan (P30), ainsi qu'une zone de coupe (40) possédant des arêtes latérales tranchantes (50), cette zone de coupe définissant un second plan (P40) formant un angle (a) non nul avec le premier plan, caractérisé en ce que, sur au moins une partie de la longueur de la zone de coupe, le bord de la zone de coupe, dit intérieur (62), qui est tourné vers le premier plan, présente en coupe transversale la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers ce premier plan (P30).
2.- Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur au moins une partie de la longueur de la zone de coupe, le bord de la zone de coupe, dit extérieur (64), qui est opposé au premier plan (P30), présente en coupe transversale aussi la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers ce premier plan.
3.- Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord intérieur (62) et/ou le bord extérieur (64) présente(nt) la forme dudit arc sur une longueur d'au moins 50%, notamment d'au moins 90% de la longueur totale (L40) de la zone de coupe, en particulier sur l'intégralité de cette longueur totale.
4.- Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord intérieur (62) et/ou le bord extérieur (64) présente(nt) la forme dudit arc, au moins dans la région distale de la zone de coupe (40), laquelle s'étend depuis la face frontale (60) de cette zone de coupe.
5.- Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone d'accrochage (30) et la zone de coupe (40) sont séparées par deux épaulements (52), chaque épaulement étant propre à venir en butée contre le rotor (2), en particulier immédiatement après l'arrêt de la mise en rotation de ce dernier.
6.- Elément selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le rapport(140/130) entre la largeur (140) de la zone de coupe (40) et la largeur (130) de la zone d'accrochage (30), de part et d'autre de ces épaulements (52), est supérieur à 1.1, notamment voisin de 1.3.
7.- Elément selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque épaulement (52) est défini par un tronçon (54) qui forme, avec un axe transversal (T20) de la zone de coupe, un angle (a54) compris entre 0 et 45°, notamment voisin de 30°.
8.- Elément selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de coupe (40) possède une plage amincie (44), bordée par un décrochement périphérique (46).
9.- Outil de coupe (1) pour machine agricole, comprenant un rotor (2), plusieurs manilles (10) articulées sur ce rotor et plusieurs éléments de coupe (20) conformes à l'une quelconque des revendications précédentes, la zone d'accrochage (30) de chaque élément de coupe coopérant avec la manille, cet élément de coupe possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à cette manille, et optionnellement au moins un degré de liberté en translation par rapport à cette manille.
10.- Machine agricole comprenant au moins un outil de coupe selon la revendication 9.