FR3120179A1 - Machine de paillage perfectionnée - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à une machine de paillage (100) pour défaire et distribuer des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage comprenant : - un arbre moteur (R1), - un arbre récepteur (R2), - une transmission reliant l'arbre moteur (R1) et l'arbre récepteur (R2), - un embrayage conçu et disposé pour embrayer ou débrayer la transmission, - un organe de rognage (Dm) de la matière de ladite botte, l'organe de rognage (Dm) étant relié à l'arbre récepteur (R2), - un calculateur (Cu), - un premier capteur (C1) conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation (V1) de l'arbre moteur (R1), le premier capteur (C1) étant relié au calculateur (Cu), - un second capteur (C2) conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation (V2) de l'arbre récepteur (R2), le second capteur (C2) étant relié au calculateur (Cu). Fig. 1
Description
La présente invention concerne une machine de paillage pour défaire et distribuer des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage. Une telle machine est conçue pour, d'une part, déstructurer le contenu des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage animal et, d'autre part, projeter en continu vers l'extérieur, le contenu desdites bottes.
Une telle machine est décrite notamment dans le brevet FR-A1-2874792. Cette machine est pourvue d'un dispositif de détection automatique de dysfonctionnements. Elle comprend un caisson roulant de stockage de fourrage, ce caisson comportant au voisinage de sa partie de fond, une bande transporteuse pour déplacer la paille ou le fourrage emmagasiné, en direction d'un rouleau démêleur des matériaux à distribuer, ce rouleau démêleur étant suivi d'une soufflerie entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une transmission par courroie reliant l'arbre du démêleur, par une poulie menante et une poulie menée fixée sur l'arbre du démêleur.
Le sens de déplacement et/ou la commande marche/arrêt de la bande transporteuse sont asservis en fonctionnement à la valeur du rapport des vitesses de rotation de la poulie menante et de la poulie menée reliées entre elles par la courroie.
Un premier capteur mesure la vitesse de rotation de la poulie menante et un second capteur mesure la vitesse de rotation de la poulie menée.
Une unité de contrôle traite les données des deux capteurs et communique des moyens de commande au distributeur de fourrage.
Dès qu'un patinage apparaît entre les deux poulies, l'unité de contrôle commande l'inversion du sens de fonctionnement de la bande transporteuse pendant une période de temps réglable, puis l'arrêt du fonctionnement de la bande transporteuse jusqu'à ce que le rapport de vitesse revienne à une valeur prédéterminée ou à l'intérieur d'une plage de valeurs prédéterminée. Dans la pratique, il advient que le rouleau démêleur finit par caler, et la soufflerie s'engorge.
Dans le brevet FR-A1-2780854 est présentée une machine pailleuse. Elle comprend une benne tractée, un convoyeur, un démêleur, un ventilateur, ainsi que des moyens qui permettent une adaptation automatique du fonctionnement du convoyeur, en fonction de la vitesse du ventilateur et du démêleur, pour obtenir un débit optimisé et sans risque de bourrage. Le démêleur et le ventilateur sont reliés à la prise de force du tracteur par l'intermédiaire d'un boîtier de transmission. Une transmission mécanique relie le boîtier de transmission avec le démêleur.
Le convoyeur est relié à un moteur hydraulique à vitesse contrôlée par le biais d'un bloc hydraulique proportionnel.
La machine comprend un premier capteur qui permet de contrôler en permanence la vitesse de rotation du ventilateur, lequel capteur est associé à un bloc électronique de commande qui permet de régler et d'ajuster à volonté la vitesse d'avancement du convoyeur en agissant sur le bloc hydraulique proportionnel. Le bloc électronique de commande renferme un programme, une interface d'entrée et une interface de sortie.
La machine est équipée d'un embrayage électromagnétique disposé entre le boîtier de transmission et le dispositif démêleur.
La machine comprend également un second capteur mesurant la vitesse du démêleur et qui est associé au bloc électronique de commande. Celui-ci désactive automatiquement l'embrayage quand la vitesse de rotation du démêleur baisse rapidement ou quand il s'arrête suite à un bourrage ou encore pour éviter le patinage de l'embrayage. Le bloc électronique de commande peut aussi agir sur la vitesse du convoyeur.
Un organe de commande est associé à la machine pour commander son fonctionnement. Il est disposé dans la cabine du tracteur. L'organe de commande comprend une poignée multifonctions pouvant commander le fonctionnement d'un distributeur hydraulique pour alimenter, à l'aide d'une pompe, un bloc hydraulique pour faire fonctionner les organes hydrauliques de la machine.
Le bloc électronique alimente un tableau synoptique de présentation des différentes opérations en cours ou possibles sur la machine.
Le bloc hydraulique est commandé par le bloc électronique suivant les informations fournies par le tableau synoptique et les ordres de l'opérateur actionnant la poignée multifonctions.
Partant de ce constat, le demandeur a cherché une solution pour améliorer le fonctionnement d'une machine de paillage pour défaire et distribuer des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage, qui puisse, de manière autonome, interrompre son fonctionnement avant l'apparition d'un blocage ou d'une avarie. Il deviendrait également plus simple de redémarrer la machine.
A cet effet, est proposée une machine de paillage 100) pour défaire et distribuer des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage comprenant :
- un arbre moteur,
- un arbre récepteur,
- une transmission reliant l'arbre moteur et l'arbre récepteur,
- un embrayage conçu et disposé pour embrayer ou débrayer la transmission,
- un organe de rognage de la matière de ladite botte, l'organe de rognage étant relié à l'arbre récepteur,
- un calculateur,
- un premier capteur conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation de l'arbre moteur, le premier capteur étant relié au calculateur,
- un second capteur conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation de l'arbre récepteur, le second capteur étant relié au calculateur.
Selon l'invention, la machine comprend un programme mis en œuvre dans le calculateur, le programme contenant des instructions pour débrayer le fonctionnement de l'organe de rognage quand le ratio de glissement entre la vitesse mesurée par le premier capteur et la vitesse mesurée par le second capteur, atteint un seuil particulier.
Dès que la vitesse de l'organe de rognage baisse relativement par rapport à la vitesse de l'arbre moteur, l'organe de rognage est arrêté précocement. Le redémarrage de la machine est ainsi simplifié.
Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la valeur du seuil K est supérieure à 1.06.
Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage Dm.
Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la machine de paillage comprend un boîtier de transmission mécanique relié à une prise de force, le boîtier de transmission mécanique comprenant l'arbre moteur à sortie radiale sur lequel est montée une poulie menante, un arbre de sortie axiale sur lequel est monté un organe d'éjection, une poulie menée montée sur l'arbre récepteur à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage, les deux poulies étant reliées par l'intermédiaire d'une courroie,
un actionneur ou un actionneur et un ressort, relié à une troisième poulie susceptible d'être appliquée sur un brin de la courroie pour la tendre,
un distributeur hydraulique raccordé hydrauliquement à l'actionneur et raccordé électriquement au calculateur.
L'engin susceptible de faire fonctionner la machine de paillage fournit de la puissance, d'une part, à l'organe d'éjection et, d'autre part, à l'organe de rognage. La transmission par courroie(s), l'actionneur (avec le cas échéant le ressort) et sa troisième poulie forment un embrayage. Dès qu'un glissement de vitesse est détecté entre les deux poulies, l'actionneur commandé par le distributeur hydraulique piloté par le calculateur, dégage la troisième poulie et le fonctionnement de l'organe de rognage est interrompu.
Toute la puissance disponible pour la machine est alors utilisée pour faire fonctionner l'organe d'éjection qui peut ainsi extraire et évacuer la matière de la botte de fourrage ou de litière.
L'organe d'éjection entraîné par le boîtier de transmission mécanique, continue ainsi de fonctionner pour vider facilement, le cas échéant, la volute et ainsi préparer la reprise normale du fonctionnement de la machine de paillage.
En variante de réalisation, la machine de paillage comprend un boîtier de transmission mécanique relié à une prise de force, le boîtier de transmission mécanique comprenant l'arbre moteur à sortie radiale sur lequel est monté un pignon menant, un arbre de sortie axiale sur lequel est monté un organe d'éjection, un pignon mené monté sur l'arbre récepteur à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage, les deux pignons étant reliés par l'intermédiaire d'une chaîne,
un embrayage monté à la sortie du boîtier de transmission mécanique,
un distributeur hydraulique ou un relais électrique raccordé électriquement au calculateur et à l'embrayage.
L'engin susceptible de faire fonctionner la machine de paillage fournit de la puissance, d'une part, à l'organe d'éjection et, d'autre part, à l'organe de rognage. Dès qu'un glissement de vitesse est détecté par un début de patinage de l'embrayage, le distributeur hydraulique ou le relais, piloté par le calculateur, active l'embrayage qui interrompt le fonctionnement de l'organe de rognage.
En variante de réalisation, la machine de paillage comprend un boîtier de transmission mécanique relié à une prise de force, le boîtier de transmission mécanique comprenant l'arbre moteur à sortie radiale sur lequel est monté un premier boîtier de transmission à renvoi d'angle, un arbre de sortie axiale sur lequel est monté un organe d'éjection, un second boîtier de transmission à renvoi d'angle monté sur l'arbre récepteur à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage, un arbre de transmission reliant les deux boîtiers,
un embrayage monté à la sortie du boîtier de transmission mécanique,
un distributeur hydraulique ou un relais électrique raccordé électriquement au calculateur et à l'embrayage.
L'engin susceptible de faire fonctionner la machine de paillage fournit de la puissance, d'une part, à l'organe d'éjection et, d'autre part, à l'organe de rognage. Dès qu'un glissement de vitesse est détecté par un début de patinage de l'embrayage, le distributeur hydraulique ou le relais, piloté par le calculateur, active l'embrayage qui interrompt le fonctionnement de l'organe de rognage.
Toute la puissance disponible pour la machine est alors utilisée pour faire fonctionner l'organe d'éjection qui peut ainsi extraire et évacuer la matière de la botte de fourrage ou de litière.
Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la machine de paillage comprend un moyen de déplacement conçu pour faire avancer la botte de fourrage ou de litière en direction de l'organe de rognage ou la faire reculer, un moto-réducteur hydraulique monté pour faire fonctionner le moyen de déplacement dans ses deux sens de déplacement, un distributeur hydraulique raccordé hydrauliquement au moto-réducteur hydraulique et raccordé électriquement au calculateur, le programme contenant des instructions pour faire stopper le fonctionnement du moto-réducteur hydraulique ou le faire fonctionner de sorte à faire reculer ladite botte de fourrage ou de litière quand le ratio de glissement entre la vitesse et la vitesse atteint un seuil K' particulier.
L'arrêt ou l'inversion du sens de fonctionnement du moyen de déplacement, dès qu'un patinage est détecté, réduit l'apparition d'un risque de blocage de l'organe de rognage.
Avantageusement, la valeur du seuil K' est supérieure ou égale à 1.01.
L'arrêt du plaquage de la botte de fourrage ou de litière contre l'organe de rognage, ou son éloignement de celui-ci, favorise la reprise de la rotation de l'organe de rognage.
Un procédé de paillage mettant en œuvre une machine de paillage fait également partie de l'invention. Le procédé consiste à comparer pendant le fonctionnement de la machine de paillage les deux mesures des deux capteurs et à comparer leur ratio à un seuil K, puis à stopper le fonctionnement de l'organe de rognage quand le ratio atteint ledit seuil.
Le procédé de fonctionnement de la machine de paillage interrompt le fonctionnement de l'organe de rognage dès qu'un patinage a été détecté.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
La machine de paillage 100 présentée sur la est conçue pour défaire au moins une botte de litière animale ou une botte de fourrage et ensuite projeter la matière qui la constitue et qui a été décompactée, sur une aire de paillage ou dans une loge d'alimentation. Une botte de litière animale ou une botte de fourrage se présente généralement sous la forme d'une botte cylindrique ou d'une botte parallélépipédique faite de végétaux comprimés. Dans la suite de cette description, on utilisera le terme générique de botte pour désigner ce bloc de matière comprimée. La machine de paillage 100 trouve des applications dans le domaine de l'élevage des animaux en leur procurant une litière ou un fourrage.
La machine de paillage 100 est définie d’un point de vue structurel, par un châssis portant un caisson 110 délimité par deux parois latérales 120, une porte d’accès 140 placée à l’extrémité arrière de la machine entre les deux parois latérales 120, une paroi avant 160 formant également la face avant d'une volute 170 et à l'intérieur de laquelle est monté à rotation un organe d'éjection 180 tel qu'une turbine. La volute 170 et son organe d'éjection 180 sont montés dans la partie avant du caisson 110. On note encore la présence d’un moyen de déplacement 200 d’une ou de plusieurs bottes T qu’il convient de charger au préalable dans le caisson 110 de la machine. Le moyen de déplacement 200 est monté sur le châssis et il est disposé entre les deux parois latérales 120. Le châssis est sur cette porté sur un essieu Es et il est relié à un moyen d'attelage At vers un engin de traction. Le moyen d'attelage comprend un timon.
Le châssis porte également un boîtier de transmission Bt incluant une prise de force Pf disposée pour être accouplée, par l’intermédiaire d’un cardan, avec une prise de force correspondante et motrice portée par l'engin.
Dans une variante de réalisation non représentée, le châssis est dépourvu de l'essieu et son moyen d'attelage comprend deux traverses conçues pour être attelées sur les bras de relevage d’un tracteur agricole équipé d'une prise de force. La machine de paillage est alors portée et déplacée par le tracteur agricole.
Des moyens de raccordement électriques, hydrauliques, non représentés, sont installés au niveau du moyen d'attelage pour pouvoir être connectés avec des équipements de l’engin.
La porte 140 est montée de manière articulée sur le châssis de la machine. Elle est pourvue d’un moyen de manœuvre V apte à la déplacer entre une position d’ouverture, visible sur cette , pour permettre le chargement d’au moins une botte T dans le caisson 110 de la machine et une position de fermeture où elle peut retenir ladite au moins une botte dans la machine. Le moyen de manœuvre V est constitué dans un mode préféré de réalisation, d’une paire de vérins hydrauliques avantageusement alimentés, par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique, par le circuit hydraulique de l’engin.
Un organe de rognage Dm est monté à rotation entre les deux parois latérales 120, à proximité de la volute 170, pour rogner la botte T afin de la déstructurer avant d'expulser la matière ainsi défaite qui la compose, vers l'organe d'éjection 180.
L'organe de rognage Dm, communément appelé démêleur, est constitué d’un cylindre, à la périphérie duquel sont disposés des dents ou des couteaux destinés à arracher la matière constitutive de la botte T. Le cylindre est monté sur un arbre d'entraînement à rotation R2.
Des peignes Pn sont solidaires d’une traverse réunissant les deux parois latérales 120, de manière à limiter l’avancement de la botte T alors qu’elle est entraînée par le moyen de déplacement 200 en direction de l'organe de rognage Dm, pour atténuer le risque d'un bourrage de celui-ci. La volute 170 se présente sous la forme d’une paroi cylindrique fermée par la paroi avant 160 et ouverte vers l’intérieur de la machine pour recevoir la matière arrachée par l'organe de rognage Dm.
L'organe d'éjection 180 est disposé dans la volute 170 pour récupérer la matière déstructurée par l'organe de rognage Dm afin de l'éjecter au travers d’une goulotte 190 raccordée à ladite volute afin qu’elle puisse être distribuée à un endroit déterminé. La goulotte 190 comprend à cet effet, une première tubulure orientable par l'intermédiaire d'une couronne portée par ladite tubulure et d'un moteur, une seconde tubulure inclinable verticalement par l'intermédiaire d'un vérin.
L'organe d'éjection 180 comprend une pluralité de pales entraînées à rotation autour d’un axe, par l’intermédiaire du boîtier de transmission mécanique Bt relié à la prise de force Pf. La flèche R indique le sens de rotation de l'organe de rognage Dm.
Le châssis de la machine comporte une paroi de fond. Le moyen de déplacement 200 comprend sur cette , une paire de chaînes reliées à intervalles réguliers par l'intermédiaire de tasseaux Tx disposés transversalement pour glisser sur la paroi de fond, les deux chaînes pouvant circuler en boucle respectivement autour de deux paires de pignons portés respectivement par un premier arbre et un second arbre. L’un des arbres est moteur. Cet arbre moteur est relié à un moyen d’entraînement à rotation, tel qu’un moto-réducteur hydraulique Mr.
Le déplacement des tasseaux Tx pendant le fonctionnement du moto-réducteur est indiqué par la flèche D pour acheminer la botte T en direction de l'organe de rognage Dm.
Dans une variante de réalisation, non représentée, le moyen de déplacement est constitué d'un convoyeur à tapis roulant pouvant circuler en boucle respectivement autour de deux rouleaux portés respectivement par un premier arbre et un second arbre. L’un des arbres est moteur. Cet arbre moteur est relié à un moyen d’entraînement à rotation, tel qu’un moto-réducteur hydraulique. Celui-ci est raccordé par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique au circuit hydraulique de l'engin.
Dans encore une autre variante de réalisation non représentée, le moyen de déplacement comprend au moins un fond fixe sur lequel repose en partie, la balle à l’issue de son chargement dans la machine, au moins un entraîneur susceptible d’être animé d’un mouvement cyclique apte à entraîner ladite balle en la soulevant et en la déplaçant, par mouvements successifs, dans une même direction.
Dans l'invention, on utilise une transmission entre un arbre moteur et un arbre récepteur. La machine de paillage comprend également un embrayage conçu pour embrayer ou débrayer la transmission entre les deux arbres. On mesure la vitesse de l'arbre moteur à l'aide d'un premier capteur, on mesure la vitesse de l'arbre récepteur à l'aide d'un second capteur et l'on compare le ratio entre la mesure réalisée par le premier capteur et celle mesurée par le second capteur pour stopper, par débrayage, le fonctionnement de l'organe de rognage, quand le ratio atteint un seuil déterminé.
L'entraînement à rotation de l'organe de rognage Dm est mis en œuvre sur cette , par l'intermédiaire d'une transmission par poulies et courroie(s) et qui est reliée au boîtier de transmission mécanique Bt.
De manière plus précise, ce boîtier de transmission mécanique Bt comporte un arbre d’entrée E1 portant la prise de force Pf, un arbre de sortie radiale R1, un arbre de sortie axiale X1. Le boîtier de transmission mécanique Bt inclut plusieurs trains d’engrenages montés sur les différents arbres pour transmettre le couple moteur fourni par la prise de force Pf aux deux arbres de sortie R1 et X1.
L’arbre de sortie radiale R1 s’étend transversalement à la machine de paillage et porte une première poulie P1 dite poulie menante liée à rotation avec ledit arbre de sortie radiale. L’arbre de sortie axiale X1 s’étend dans l’axe de la machine de paillage 100 et porte l'axe de l'organe d'éjection 180.
L'organe de rognage Dm est monté autour d'un arbre R2 d'entraînement à rotation du cylindre constitutif dudit organe de rognage. L'arbre R2 est également à sortie radiale et il est disposé parallèlement à l’arbre de sortie radiale R1.
L'arbre R1 est un arbre moteur. L'arbre R2 est un arbre récepteur.
L’arbre de sortie radiale R2 porte une seconde poulie P2 dite poulie menée liée à rotation avec ledit arbre de sortie radiale. La poulie menée P2 entraîne donc directement à rotation l'organe de rognage Dm. Les deux poulies P1 et P2 sont coplanaires et d'axes parallèles. Elles sont reliées par l’intermédiaire d’au moins une courroie Co, ladite courroie étant préférentiellement une courroie trapézoïdale.
Les deux poulies P1 et P2 sont lisses, c'est-à-dire non crantées.
Le rapport des diamètres des deux poulies P1 et P2 peut être différent de 1, engendrant alors un rapport de transmission Rt1 particulier entre la poulie menante P1 et la poulie menée P2. Il est égal dans un exemple de réalisation à 0.59.
Un premier capteur C1 est disposé à la périphérie de la première poulie P1 ou de son arbre R1 pour mesurer leur vitesse de rotation. Un second capteur C2 est disposé à la périphérie de la seconde poulie P2 ou de son arbre R2 pour mesurer la vitesse de rotation de l'organe de rognage Dm. Le second capteur C2 peut encore être disposé pour mesurer la vitesse de l'organe de rognage Dm. Il peut ainsi être monté dans le cylindrique constitutif de l'organe de rognage Dm ou à proximité d'une joue constitutive de l'organe de rognage Dm.
Les deux capteurs C1 et C2 sont par exemple, des capteurs inductifs.
Les deux capteurs C1 et C2 sont raccordés à un calculateur incluant un microprocesseur, une mémoire accessible par le microprocesseur et dans laquelle est stocké un programme paramétrable pour régler le fonctionnement d'au moins un actionneur.
Le rapport de transmission Rt1 est enregistré dans la mémoire pour être utilisé par le programme du calculateur Cu.
Dans l'invention, un tendeur Td est installé dans la machine de paillage 100 pour tendre la courroie Co à un niveau de tension appropriée. Cette tension appropriée est définie comme étant celle qui permet la transmission du couple moteur fourni par la prise de force pour entraîner à rotation et faire fonctionner normalement l'organe de rognage Dm.
Sur la , le tendeur Td est composé d'une troisième poulie P3 montée folle sur un bras Br qui est monté de manière articulée sur le châssis, d'un actionneur An monté de manière articulée, d'une part, sur le châssis de la machine et, d'autre part, sur le bras Br pour déplacer la poulie P3 sur la courroie Co. Cette troisième poulie P3 est coplanaires aux deux autres poulies P1, P2. Les axes d'articulation de la troisième poulie P3, du bras Br et de l'actionneur An sont parallèles aux axes des deux poulies P1 et P2. L'actionneur est préférentiellement un vérin hydraulique à double effet An avantageusement alimenté par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique, par le circuit hydraulique de l’engin. Le distributeur hydraulique est raccordé au calculateur.
Sur la , est représenté le schéma hydraulique simplifié de la machine en relation avec la sécurité de son fonctionnement. On y voit, l'actionneur An raccordé à un distributeur hydraulique Dt1, le moto-réducteur hydraulique Mr d'entraînement à rotation du moyen de déplacement 200, et qui est raccordé à un distributeur hydraulique Dt2, les deux capteurs C1 et C2, le calculateur Cu.
Les deux distributeurs hydrauliques Dt1 et Dt2, ainsi que les deux capteurs C1 et C2 sont raccordés électriquement au calculateur Cu. Les deux distributeurs hydrauliques Dt1 et Dt2 sont préférentiellement du type bistables et 4/3.
La lettre P indique le circuit d'arrivée de la pression hydraulique en provenance de l'engin et la lettre T indique le circuit de retour vers le réservoir hydraulique.
Les deux distributeurs hydrauliques Dt1 et Dt2 sont alimentés en parallèle.
Un distributeur hydraulique DtBp est raccordé, d'une part, entre le circuit P et le circuit T et, d'autre part, entre les deux distributeurs Dt1 et Dt2. Ce distributeur hydraulique DtBp est utilisé pour réaliser un by-pass, c'est-à-dire pour faire circuler le fluide hydraulique entre les deux circuits P et T quand les deux distributeurs Dt1 et Dt2 sont fermés. Ce distributeur hydraulique DtBp est préférablement du type 2/2.
En fonctionnement et en référence à la , l'actionneur An agit, par l'intermédiaire du bras Br pour appliquer la poulie P3 sur la courroie Co pour la tendre et en agissant préférentiellement sur le brin mou de ladite courroie. Dans une variante de réalisation non représentée, le tendeur comprend un ressort qui agit sur le bras pour appliquer la poulie sur le brin de la courroie. L'actionneur An est alors utilisé pour désengager la poulie. L'actionneur est préférentiellement, dans ce cas, un vérin hydraulique à simple effet. La transmission par poulies P1, P2 et courroie(s) Co, l'actionneur An (avec le cas échéant le ressort) et sa poulie P3 forment ainsi un embrayage. Il est utilisé pour, d'une part, désaccoupler les deux poulies P1 et P2 en détendant la courroie Co et, d'autre part, relier mécaniquement à rotation les deux poulies P1 et P2 en tendant la courroie Co. En d'autres termes, la force d'application de l'actionneur ou du ressort sur la troisième poulie P3, permet d'embrayer ou de débrayer la liaison entre les deux poulies P1 et P2 en tendant ou en détendant la courroie Co. La taille de la courroie et des deux poulies P1 et P2, la force d'application de l'actionneur ou du ressort, sont dimensionnées pour que la courroie puisse commencer à patiner, dès lors que le couple absorbé par l'organe de rognage Dm atteint un certain seuil.
Le fonctionnement normal de la machine de paillage 100 se présente de la manière suivante, en relation avec les Figs. 1, 2 et 3 : La machine de paillage 100 est attelée et raccordée hydrauliquement et électriquement à l'engin. On connecte également la prise de force Pf sur la prise de force de l'engin. On charge une botte T dans le caisson 110 en la déposant sur le moyen de déplacement 200. On met en fonctionnement la machine de paillage 100. L'actionneur An est activé de sorte qu'il embraye mutuellement les deux poulies P1 et P2. L'organe d'éjection 180 ainsi que l'organe de rognage Dm sont ainsi entraînés progressivement à rotation jusqu'à leur régime nominal, puis le moyen de déplacement 200 entre en action quelques secondes plus tard et déplace la botte T en direction de l'organe de rognage Dm. Celui-ci grignote la matière constitutive de la botte T et la projette dans la volute 170 et vers l'organe d'éjection 180 qui l'éjecte alors au travers de la goulotte 190.
Bien que la machine de paillage soit équipée de peignes Pn de retenue de la botte T, il advient que dans des circonstances particulières, par exemple quand le noyau de la botte attaque l'organe de rognage Dm, quand le taux d'hygrométrie de la matière constitutive de la botte est particulièrement élevé, l'alimentation de l'organe de rognage Dm mise en œuvre par l'avancement du moyen de déplacement 200, provoque un bourrage dudit organe de rognage.
Il est connu de stopper le fonctionnement du moyen de déplacement 200, cependant, le demandeur a constaté que le bourrage de l'organe de rognage Dm s'installe parfois malgré l'arrêt du moyen de déplacement 200. Le régime moteur de l'engin s'abaisse. Le fonctionnement de l'organe d'éjection 180 peut aussi être affecté car la matière s'agglutine dans la volute 170, l'organe d'éjection 180 ne tournant plus assez vite pour éjecter la matière. Il arrive également que le moteur de l'engin finisse par caler sous l'effet du couple trop important absorbé par la machine de paillage 100 et notamment par l'organe de rognage Dm. La machine se bloque brutalement causant parfois des dégâts mécaniques. Pendant cette période de forte consommation de puissance, la courroie de transmission patine, s'échauffe, et dégage de la fumée, engendrant un risque d'incendie avec le fourrage environnant.
Il faut également une intervention humaine pour retirer la matière tassée autour de l'organe de rognage Dm et dans la volute 170 avant d'envisager le redémarrage de la machine de paillage 100.
Dans l'invention, on utilise le glissement de la transmission par courroie(s) entre les deux poulies P1 et P2 pour détecter un accroissement anormal du couple absorbé par l'organe de rognage Dm pour le débrayer très rapidement et aussi, le cas échéant, pour stopper le fonctionnement du moyen de déplacement 200. On évite ainsi les bourrages et la casse mécanique. Concrètement les deux vitesses mesurées par les deux capteurs C1 et C2 sont comparées, à intervalles réguliers, par le calculateur Cu.
Au démarrage de la machine de paillage 100, on attend quelques secondes pour que le régime nominal de l'organe d'éjection 180 et celui de l'organe de rognage Dm soient atteints. Le calculateur Cu inclut à cet effet une temporisation avant d'effectuer les mesures suivantes.
Les valeurs mesurées par les deux capteurs C1 et C2 sont corrélées par le calculateur Cu pour tenir compte de la valeur Rt1 afin que le calculateur Cu puisse considérer respectivement la vitesse réelle V1 de rotation de la poulie P1 et la vitesse réelle V2 de rotation de l'organe de rognage Dm. La mesure des vitesses des deux capteurs C1 et C2 est réalisée à une fréquence relativement rapide. La fréquence de mesure peut être réglée entre 0.1 seconde et 10.0 secondes. Dans un mode de réalisation préféré, l'intervalle de temps entre deux mesures est de 0.5 seconde. Cette valeur permet de limiter la durée du patinage.
Le calculateur Cu compare ensuite à intervalles réguliers, pendant le fonctionnement de la machine de paillage 100, le ratio des deux valeurs V1 et V2 par rapport à un seuil afin de déterminer leur variation comparativement au fonctionnement à vide de la machine de paillage 100, c'est-à-dire quand la vitesse de rotation de la poulie P1 et la vitesse de rotation de l'organe de rognage Dm sont proportionnelles ou quand il n'y a pas de glissement de la courroie Co sur les deux poulies P1 et P2.
Quand le ratio de ces deux valeurs de vitesse V1 / V2, correspondant à un patinage avéré de la courroie Co atteint un seuil K, le calculateur Cu pilote le fonctionnement du distributeur hydraulique Dt1 qui commande le fonctionnement de l'actionneur An pour qu'il puisse alors débrayer la transmission par courroie(s), ce qui stoppe immédiatement le fonctionnement de l'organe de rognage Dm. La puissance qui n'est plus consommée par l'organe de rognage Dm est utilisée par l'organe d'éjection 180 qui peut ainsi facilement vider, le cas échéant, la volute 170 et ainsi préparer la reprise normale du fonctionnement de la machine de paillage 100. La faible baisse relative du régime moteur de l'engin évite le bourrage de l'organe d'éjection 180.
La valeur de K est, dans l'invention, supérieure à 1.06. Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage Dm.
On compare le ratio des valeurs V1 / V2 avec ce seuil K, après le démarrage de la machine à vide et avec une vitesse stabilisée de fonctionnement.
Cette valeur K est considérée avec un rapport de transmission de 1:1 pour décorréler le seuil K du rapport de transmission des deux poulies.
La machine de paillage 100 de l'invention est aussi en mesure d'agir précocement avant que le couple moteur absorbé par l'organe de rognage Dm finisse par le faire caler.
Le programme contient ainsi des instructions pour que le calculateur Cu puisse également piloter le fonctionnement du moto-réducteur hydraulique Mr, en pilotant le fonctionnement du distributeur hydraulique Dt2. Celui-ci peut stopper immédiatement le fonctionnement du moyen de déplacement 200. La botte T n'est alors plus contrainte vers l'organe de rognage Dm. Le calculateur Cu peut également piloter le fonctionnement en marche arrière du moto-réducteur hydraulique Mr pendant une durée déterminée en pilotant le fonctionnement du distributeur hydraulique Dt2 ce qui permet au moyen de déplacement 200 de dégager la botte T de l'organe de rognage Dm. Le calculateur Cu peut ensuite commander, via le distributeur Dt2, la reprise progressive du fonctionnement en marche avant du moyen de déplacement 200.
En effet, grâce au distributeur hydraulique Dt2 4/3, le calculateur peut commander, l'arrêt du fonctionnement du moyen de déplacement 200, sa mise en service dans son sens d'avancement dans lequel il déplace la botte T vers l'organe de rognage Dm, sa mise en service dans son sens de reculement dans lequel il éloigne la botte T de l'organe de rognage Dm. Cette utilisation du moyen de déplacement 200 permet d'améliorer encore l'efficacité de la machine de paillage pendant son fonctionnement en évitant son bourrage.
On notera que le distributeur hydraulique Dt2 peut être aussi être commandé manuellement par la personne qui utilise la machine de paillage 100.
L'intervention du calculateur Cu sur le distributeur hydraulique Dt2 intervient quand le ratio des deux valeurs de vitesse V1 / V2, correspondant à un début de patinage de la courroie Co, atteint un seuil K'. Le calculateur Cu pilote alors le fonctionnement du distributeur hydraulique Dt2 qui commande l'arrêt du fonctionnement du moto-réducteur hydraulique Mr.
La valeur du seuil K' est supérieure ou égale à 1.01, correspondant au commencement mesurable d'un patinage de la courroie Co.
Quand la valeur de K' redevient inférieure ou égale à 1.003, alors le calculateur Cu commande, par l'intermédiaire du distributeur Dt2, la reprise progressive dans un sens du fonctionnement du moto-réducteur hydraulique Mr entraînant ainsi le redémarrage progressif en marche avant du moyen de déplacement 200. La reprise progressive du fonctionnement du moto-réducteur hydraulique Mr est mise en œuvre par l'intermédiaire d'un régulateur proportionnel à trois voies commandé électroniquement par le calculateur Cu. La durée du redémarrage progressif en marche avant du moyen de déplacement 200 est préférentiellement de quatre secondes.
L'arrêt immédiat de l'organe de rognage Dm et/ou du moyen de déplacement 200 évite le bourrage de la machine de paillage 100. Il évite également le calage du moteur de l'engin. On évite ainsi la casse des organes tournants de la machine tels que le boîtier de transmission mécanique Bt, l'embrayage de sécurité du cardan. Le glissement de la courroie est limité dans le temps et de l'ordre de quelques dixièmes de secondes, ce qui ne provoque pas un échauffement dangereux de celle-ci.
La machine de paillage 100 peut ainsi également être redémarrée normalement, car le bourrage de l'organe de rognage Dm ne s'est pas encore installé.
Préférentiellement, le redémarrage progressif du moyen de déplacement 200 est différé pour laisser le temps à l'organe de rognage Dm de repartir.
Préférentiellement, on redémarre en marche arrière le moyen de déplacement 200 pour faciliter le redémarrage de l'organe de rognage Dm. La durée du fonctionnement en marche arrière du moyen de déplacement 200 est préférentiellement d'une seconde.
L'arrêt automatique de l'organe de rognage de la machine de paillage de l'invention lui procure un fonctionnement sûr en anticipant un bourrage. Le redémarrage de la machine est facilité et ne nécessite pas dans la majorité des cas, une intervention humaine.
Dans une première variante de réalisation représentée sur la , de la machine de paillage100, la transmission par poulies et courroie(s) est remplacée par une transmission mécanique positive c'est-à-dire sans glissement, comprenant un pignon menant Pn1, un pignon mené Pn2, reliés par une chaîne Cn. Un pignon tendeur Pn3 peut être appliqué sur le brin mou de la chaîne Cn pour maintenir une tension correcte de celle-ci. Le pignon menant Pn1 est monté autour de l'arbre moteur R1. Le pignon mené Pn2 est monté sur l'arbre récepteur R2 en étant liés à rotation mutuellement.
Par ailleurs, la troisième poulie, son bras articulé, l'actionneur ou le ressort, sont remplacés par un embrayage Eb. Celui-ci est préférentiellement un embrayage Eb à commande électromagnétique. Cet embrayage Eb est positionné à la sortie du boîtier de transmission Bt. Il est préférentiellement interposé entre l'arbre R1 et le pignon menant Pn1.
L'embrayage Eb est calculé de sorte qu'il puisse commencer à patiner, dès que le couple absorbé par l'organe de rognage Dm atteint un certain seuil.
Le distributeur hydraulique nommé Dt1 ci-avant, n'est plus présent dans cette variante de réalisation de la machine de paillage. Il est remplacé, sur la par un relais électrique Rl raccordé électriquement entre le calculateur Cu et l'embrayage Eb pour mettre en œuvre le fonctionnement dudit embrayage entre une fonction de débrayage et une fonction d'embrayage de l'organe de rognage Dm.
On notera que le relais Rl peut être commandé aussi manuellement par la personne qui utilise la machine de paillage.
Quand l'embrayage Eb commence à patiner, le ratio des deux valeurs V1 / V2 est modifié, correspondant à un patinage avéré dudit embrayage. Le calculateur Cu compare ce ratio à un seuil K.
Le premier capteur C1 est disposé pour mesurer la vitesse de l'arbre R1 en amont de l'embrayage Eb.
La valeur de K est, là encore, supérieure à 1.06. Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage Dm.
Le programme contient des instructions pour que le calculateur Cu puisse piloter le relais Rl qui commande le débrayage de l'embrayage Eb et l'organe de rognage Dm est alors désactivé.
En variante de réalisation, non représentée, l'embrayage Eb à commande électromagnétique est remplacé par un embrayage conventionnel dont le fonctionnement entre sa position embrayée et sa position débrayée est commandé par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique ou d'un vérin électrique. Le vérin est commandé par un distributeur hydraulique ou un relais.
La valeur de K est, là encore, supérieure à 1.06. Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage Dm.
La calculateur Cu commande également le fonctionnement du distributeur Dt2 qui stoppe le fonctionnement du moyen de déplacement 200.
Dans une seconde variante de réalisation présentée sur la , la transmission mécanique positive c'est-à-dire sans glissement, comprend ici un premier boîtier de transmission à renvoi d'angle Bv1 qui est monté sur l'arbre moteur R1, un second boîtier de transmission à renvoi d'angle Bv2 qui est monté sur l'arbre récepteur R2. Un arbre de transmission Am relie mécaniquement les deux boîtiers de transmission à renvoi d'angle Bv1 et Bv2, de sorte que l'arbre moteur R1 puisse entraîner pendant sa rotation, la rotation de l'arbre récepteur R2.
Là encore, la machine de paillage 100 est équipée d'un embrayage Eb. Celui-ci est préférentiellement un embrayage Eb à commande électromagnétique. Il est interposé entre l'arbre R1 et le premier boîtier de transmission à renvoi d'angle Bv1.
Dans un mode préféré de réalisation, l'arbre R1 est constitué de deux demi-arbres et l'embrayage Eb est interposé entre les deux demi-arbres. Le premier capteur C1 est alors disposé pour mesurer la vitesse de rotation du demi-arbre moteur qui entraîne à rotation l'entrée de l'embrayage.
L'embrayage Eb est calculé de sorte qu'il puisse commencer à patiner, dès que le couple absorbé par l'organe de rognage Dm atteint un certain seuil.
Le fonctionnement de cet embrayage Eb est similaire à celui décrit en référence à la transmission positive par pignons et chaînes.
La valeur de K est, là encore, supérieure à 1.06. Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage Dm.
L'embrayage Eb est remplacé dans une variante de réalisation non représentée, par un embrayage conventionnel dont le fonctionnement entre sa position embrayée et sa position débrayée est commandé par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique ou d'un vérin électrique. Le vérin est commandé par un distributeur hydraulique ou un relais.
La valeur de K est, là encore, supérieure à 1.06. Cette valeur permet de détecter précocement un patinage de l'organe de rognage.
Claims (8)
- Machine de paillage (100) pour défaire et distribuer des bottes de litière animale ou des bottes de fourrage comprenant :
- un arbre moteur (R1),
- un arbre récepteur (R2),
- une transmission reliant l'arbre moteur (R1) et l'arbre récepteur (R2),
- un embrayage conçu et disposé pour embrayer ou débrayer la transmission,
- un organe de rognage (Dm) de la matière de ladite botte, l'organe de rognage (Dm) étant relié à l'arbre récepteur (R2),
- un calculateur (Cu),
- un premier capteur (C1) conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation (V1) de l'arbre moteur (R1), le premier capteur (C1) étant relié au calculateur (Cu),
- un second capteur (C2) conçu et disposé pour mesurer la vitesse de rotation (V2) de l'arbre récepteur (R2), le second capteur (C2) étant relié au calculateur (Cu),
caractérisée en ce qu'elle comprend un programme mis en œuvre dans le calculateur (Cu), le programme contenant des instructions pour débrayer le fonctionnement de l'organe de rognage (Dm) quand le ratio de glissement entre la vitesse (V1) et la vitesse (V2), atteint un seuil (K) particulier. - Machine de paillage (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur du seuil (K) est supérieure à 1.06.
- Machine de paillage (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier de transmission mécanique (Bt) relié à une prise de force (Pf), le boîtier de transmission mécanique (Bt) comprenant, l'arbre moteur (R1) à sortie radiale (R1) sur lequel est montée une poulie menante (P1), un arbre de sortie axiale (X1) sur lequel est monté un organe d'éjection (180), une poulie menée (P2) montée sur l'arbre récepteur (R2), à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage (Dm), les deux poulies (P1, P2) étant reliées par l'intermédiaire d'une courroie (Co),
un actionneur (An) ou un actionneur (An) et un ressort, relié à une troisième poulie (P3) susceptible d'être appliquée sur un brin de la courroie (Co) pour la tendre,
un distributeur hydraulique (Dt1) raccordé hydrauliquement à l'actionneur (An) et raccordé électriquement au calculateur (Cu). - Machine de paillage (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier de transmission mécanique (Bt) relié à une prise de force (Pf), le boîtier de transmission mécanique (Bt) comprenant, l'arbre moteur (R1) à sortie radiale sur lequel est monté un pignon menant (Pn1) un arbre de sortie axiale (X1) sur lequel est monté un organe d'éjection (180), un pignon mené (Pn2) monté sur l'arbre récepteur (R2) à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage (Dm), les deux pignons (Pn1, Pn2) étant reliés par l'intermédiaire d'une chaîne (Cn),
un embrayage (Eb) monté à la sortie du boîtier de transmission mécanique (Bt),
un distributeur hydraulique ou un relais électrique (Rl) raccordé électriquement au calculateur (Cu) et à l'embrayage (Eb). - Machine de paillage (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier de transmission mécanique (Bt) relié à une prise de force (Pf), le boîtier de transmission mécanique (Bt) comprenant, l'arbre moteur (R1) à sortie radiale sur lequel est monté un premier boîtier de transmission à renvoi d'angle (Bv1), un arbre de sortie axiale (X1) sur lequel est monté un organe d'éjection (180), un second boîtier de transmission à renvoi d'angle (Bv2) monté sur l'arbre récepteur (R2), à sortie radiale et qui est commun à l'organe de rognage (Dm), un arbre de transmission (Am) reliant les deux boîtiers (Bv1, Bv2),
un embrayage (Eb) monté à la sortie du boîtier de transmission mécanique (Bt),
un distributeur hydraulique ou un relais électrique (Rl) raccordé électriquement au calculateur (Cu) et à l'embrayage (Eb). - Machine de paillage (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de déplacement (200) conçu pour faire avancer la botte de fourrage ou de litière en direction de l'organe de rognage (Dm) ou la faire reculer, un moto-réducteur hydraulique (Mr) monté pour faire fonctionner le moyen de déplacement (200) dans ses deux sens de déplacement, un distributeur hydraulique (Dt2) raccordé hydrauliquement au moto-réducteur hydraulique (Mr) et raccordé électriquement au calculateur (Cu), le programme contenant des instructions pour faire stopper le fonctionnement du moto-réducteur hydraulique (Mr) ou le faire fonctionner de sorte à faire reculer ladite botte de fourrage ou de litière quand le ratio de glissement entre la vitesse (V1) et la vitesse (V2) atteint un seuil (K') particulier.
- Machine de paillage (100) selon la revendication 6 quand elle ne dépend pas de la 2, caractérisée en ce que la valeur du seuil (K') est supérieure ou égale à 1.01.
- Procédé de paillage mettant en œuvre une machine de paillage (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à comparer pendant le fonctionnement de la machine de paillage (100), les deux mesures des deux capteurs (C1, C2) et à comparer leur ratio à un seuil (K), puis à stopper le fonctionnement de l'organe de rognage (Dm) quand le ratio atteint ledit seuil.
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2021
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