PERFECTIONNEMENT AUX MACHINES MÉLANGEUSES DISTRIBUTRICES DE PRODUITS La présente invention concerne d'une manière générale une machine mélangeuse distributrice de produits, notamment pour l'alimentation du bétail, pour la préparation de compost ou autre. On connaît notamment par le document US-3 672 640 des machines mélangeuses formées d'une benne ouverte sur le dessus. Cette benne renferme un rotor de grand diamètre qui s'étend longitudinalement entre les parois d'extrémités et qui est partiellement enveloppé par un fond arrondi en forme d'auge ou de berceau. Ce rotor brasse et mélange les produits qu'il transfère au fur et à mesure sur une vis sans fin disposée latéralement, parallèlement audit rotor, et dont le diamètre est de trois à quatre fois plus petit que ce dernier. Cette vis latérale s'étend également entre les deux parois d'extrémités de la benne, et elle est également enveloppée partiellement par un fond en forme d'auge ou de berceau ; elle réalise un mouvement longitudinal continu de
, déplacement des produits d'un bout à l'autre de la benne en allant vers l'extrémité de cette dernière où se situe un orifice de distribution, de sorte que, lorsque cet orifice est fermé par une trappe appropriée, les produits sont déplacés dans la benne, en circuit fermé, et sont brassés grâce au rotor de mélange. Habituellement, l'orifice de distribution se situe de part et d'autre du plan horizontal passant par l'axe de la vis de mélange/distribution. Dans_cette machine, la petite vis latérale déplace les produits du haut vers le bas en regard de la trappe de distribution. Ce type de machine effectue seulement les opérations de mélange de produits destinés notamment à l'alimentation du bétail. Un autre type de machine a donc été développé afin de pouvoir effectuer, en plus, le déchiquetage et/ou la découpe des produits, du genre foin ou paille par exemple, susceptibles d'entrer dans la composition de la ration alimentaire. Ainsi, le document EP-0498 543 décrit une machine du type de celle décrite précédemment, comprenant une fonction dé découpe des produits grâce à la présence d'une vis de transfert et de découpe, qui permet d'incorporer des produits du genre foin ou paille dans la benne. Cette vis de transfert, dont le diamètre est sensiblement le même que celui de la vis de mélange/distribution précitée, est disposée au-dessus de cette dernière,
tournant dans le même sens mais avec un pas d'hélice inversé. Elle comporte sur sa périphérie, des couteaux qui permettent d'entraîner et de découper le foin ou la paille. On peut alors obtenir un produit alimentaire constitué de brins découpés de paille ou de foin mélangés par exemple avec de la poudre ou des granulés de nature diverse. De telles machines associent une fonction de mélange des produits à une fonction de découpe de ces derniers. Des machines mélangeuses distributrices de produits pour l'alimentation du bétail semblables à celle du document EP-0498 543 sont également décrites dans les documents FR-2 820 952 et FR-2 820 953. Dans ces machines, en regard de la trappe de distribution, la vis de mélange/distribution déplace les produits du bas vers le haut. En règle générale, le berceau de la vis de mélange/distribution épouse au mieux la partie inférieure de la périphérie de cette vis, de manière à optimiser le mélange et la prise en charge des produits ; à cet effet, le jeu entre le berceau de vis et la périphérie de la vis est sensiblement constant, de l'ordre de 10 à 20 mm, par exemple. De plus, dans les machines des documents de la demanderesse FR- 2 820 952 ou FR-2 820 953, la trappe de distribution prolonge le berceau de vis de manière à préserver le jeu précité jusqu'au plan horizontal passant par l'axe de la vis (cette configuration structurelle n'est pas visible sur les figures 1 des deux documents correspondants, puisque ces deux figures sont des coupes transversales de la machine ne passant pas par la trappe de distribution). D'autre part, au niveau de l'orifice de distribution des machines des documents FR-2 820 952 et FR-2 820 953, l'extrémité de la vis de mélange/distribution comporte une petite longueur à pas inversé, pour faciliter le recyclage des produits en position de trappe fermée, et pour optimiser la vidange, en position de trappe ouverte. Cependant, pour certains types de produits, en particulier des fourrages longs et fibreux, il se produit durant les phases de mélange des enroulements et des compressions sur la vis de mélange/distribution, au niveau de l'inversion des pas, face à la trappe de distribution.
L'effet de ces bourrages se traduit par une forte réquisition de puissance sur la motorisation d'entraînement de la vis de mélange/distribution, en l'occurrence bien souvent la motorisation d'un tracteur agricole. Il est en conséquence nécessaire d'utiliser des motorisations très puissantes et des ensembles mécaniques très
résistants, aptes à absorber les phénomènes de bourrage précités, sous peine d'entraîner des calages de la motorisation et/ou des risques de casse importants au niveau de la mécanique d'entraînement des organes. La présente invention a pour objet une machine mélangeuse distributrice de produits du type de celles décrites dans les documents FR-2 820 952 et FR-
2 820 953 qui remédie aux inconvénients précités, et en particulier qui permet de limiter la puissance nécessaire à l'entraînement de la vis de mélange/distribution, ceci dans le cadre de tout type de mélange de produits. Les buts ci-dessus sont atteints par une machine mélangeuse distributrice de produits en particulier pour l'alimentation du bétail, laquelle machine est constituée d'une benne munie d'un fond qui s'étend entre des parois latérales et des parois d'extrémités, lequel fond comporte un tronçon en forme de berceau enveloppant partiellement un rotor de mélange de grand diamètre qui s'étend iongitudinalement jusqu'aux parois d'extrémités, lequel berceau est raccordé par une arête à un tronçon en forme de berceau enveloppant partiellement une vis sans fin de mélange/distribution, d'axe horizontal, qui s'étend parallèlement audit rotor pour déplacer lesdits produits d'une extrémité à l'autre du fond, en allant vers un orifice de distribution associé à une trappe mobile, lequel orifice est aménagé sur l'une desdites parois latérales, et éventuellement sur une partie dudit berceau de vis, à proximité d'une desdites parois d'extrémités de la benne ladite vis sans fin de mélange/distribution étant entraînée en rotation dans un sens approprié pour déplacer les produits du bas vers le haut en regard de la trappe de distribution, cette machine étant caractérisée par le fait que la face intérieure de la trappe mobile, et éventuellement la portion du berceau de vis qui est située en regard de l'orifice de distribution, sont conformées de manière, à partir de l'une de leurs lignes parallèle à l'axe de ladite vis de mélange/distribution, et située en amont d'une ligne correspondant à l'intersection du plan horizontal P passant par ledit axe de vis avec la trappe mobile, ceci tenant compte du sens de rotation de ladite vis et en position de trappe fermée, à s'écarter progressivement de la périphérie de ladite vis, au moins jusqu'au plan horizontal P, pour définir une section d'évacuation du produit à ouverture progressive.
Cet écartement progressif de la paroi en regard de la périphérie de la vis, au moins jusqu'au plan horizontal P passant par l'axe de cette vis, permet d'éviter les phénomènes de bourrage en regard de la trappe mobile lors des phases de
mélange du produit et limite la puissance moteur nécessaire à l'entraînement de la vis, quel que soit le type de mélange en présence. De préférence, la ligne du berceau de vis ou de la face interne de la trappe, qui constitue l'entrée de la section d'évacuation à ouverture progressive, est située en amont du plan médian situé entre ledit plan P horizontal et l'aplomb de l'axe de la vis de mélange/distribution, tenant compte du sens de rotation de cette vis.
Encore de manière préférée, l'entrée de la section d'évacuation à ouverture progressive se situe en amont de l'aplomb de l'axe de ladite vis de mélange/distribution, toujours en tenant compte du sens de rotation de cette vis. Dans une forme de réalisation particulière, la ligne constituant l'entrée de la section d'évacuation à ouverture progressive se situe sur l'arête qui relie le berceau de rotor et le berceau de vis, ou à proximité de cette arête. Toujours selon une caractéristique préférée, la section d'évacuation à . ouverture progressive s'étend au-delà de la ligne correspondant à l'intersection du plan horizontal P passant par l'axe de la vis de mélange/distribution avec la trappe mobile. Selon une forme de réalisation intéressante, le jeu entre la périphérie de la vis de mélange/distribution et le berceau de cette vis ou la face intérieure de la trappe mobile en position fermée, passe d'environ 10 à 20 mm au niveau de la ligne d'entrée de la section d'évacuation à ouverture progressive, à environ 120 mm au niveau du plan horizontal P passant par l'axe de ladite vis. Selon encore une autre caractéristique, la face intérieure de la trappe mobile présente une forme générale courbe dont les génératrices s'étendent parallèlement à l'axe de la vis de mélange/distribution. Dans ce cadre, le jeu entre la périphérie de la vis de distribution et la trappe mobile en position fermée peut passer d'environ 60 mm au niveau de la partie basse de ladite trappe, à environ 240 mm dans la partie haute de cette trappe. Selon une autre particularité, la vis de mélange/distribution est surmontée d'une vis de transfert adaptée pour déplacer les produits longitudinalement dans la benne, dans un sens qui est l'inverse de celui induit par ladite vis de mélange/distribution, la trappe mobile ayant un profil intérieur courbe adapté de sorte, en position fermée, à orienter les produits provenant de ladite vis de mélange/distribution, vers ladite vis de transfert.
Dans une forme de réalisation particulière, la bordure d'extrémité inférieure de l'orifice de distribution est située sensiblement à l'aplomb de l'axe de la vis de mélange/distribution, et cet orifice est associé à une trappe mobile montée pivotante, articulée autour d'un axe horizontal situé au niveau de sa bordure d'extrémité supérieure, laquelle trappe est associée à au moins un vérin de manoeuvre. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante de différents modes de réalisation particuliers, donnés uniquement à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une benne mélangeuse distributrice conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe selon B-B de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe selon A-A de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue agrandie d'une partie de la figure 3, détaillant la section d'évacuation à ouverture progressive de la benne ;
- la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 3, avec la trappe amovible en position ouverte ;
- la figure 6 est une vue en coupe schématique illustrant une variante de réalisation d'une machine mélangeuse distributrice conforme à l'invention, munie d'une trappe de distribution articulée ;
- la figure 7 est une variante de réalisation de la machine illustrée sur la figure 6, dans laquelle l'ouverture de distribution des produits s'étend sensiblement jusqu'à l'aplomb de l'axe de la vis de mélange/distribution. Dans la description qui suit, et pour tous les modes de réalisation décrits, les mêmes chiffres de références sont utilisés pour désigner des organes ou objets identiques d'une machine mélangeuse distributrice de produits pour l'alimentation du bétail. La machine présentée est du type de celle décrite dans les documents FR- 2 820 952 et FR-2 820 953 précités, et les parties, utiles à la compréhension de l'invention sont détaillées ci-après. La machine illustrée schématiquement sur les figures 1 à 5 comprend une benne 1 en forme de cuve ou de caisse délimitée par un fond 2, des parois latérales 3 et 4 et des parois d'extrémités avant 5 et arrière 6. Ici, la benne 1 est
montée sur un, châssis roulant muni d'une flèche permettant son attelage à un véhicule tracteur, en particulier un tracteur agricole ; dans une variante de réalisation, la benne peut être portée par un véhicule tracteur. Le fond 2 comprend deux tronçons 7 et 8, chacun en forme d'auge ou de berceau. Ces deux tronçons 7 et 8 ont des formes générales sensiblement en portion de cylindre dont les rayons sont différents.
D'une manière générale, le rayon du tronçon 8 est de l'ordre de trois à quatre fois inférieur à celui du tronçon 7, et ces deux tronçons se rejoignent en formant une arête repérée 9. Le tronçon 7 du fond 2 constitue l'enveloppe partielle d'un rotor de mélange
10 qui s'étend longitudinalement entre les parois d'extrémités 5 et 6. Le tronçon 8 du fond 2 enveloppe partiellement une vis 1 de mélange et de distribution du produit, qui s'étend parallèlement au rotor de mélange 10. Cette vis 11 a un diamètre qui est de trois à quatre fois inférieur à celui du rotor 10 ; sa périphérie supérieure se situe sensiblement au même niveau que l'axe du rotor 10. Une seconde vis 12, dite vis de transfert, s'étend au-dessus de la vis 11 , parallèlement à cette dernière. Cette vis 12 a un diamètre qui correspond sensiblement à celui de la vis 11. On remarque que la vis de transfert 12 est équipée de dents ou couteaux 13 aptes à découper ou déchiqueter des produits du genre herbe, foin ou paille. Ces dents ou couteaux 13 coopèrent avantageusement avec un système de contre-couteaux 14 montés sur une poutre longitudinale 15. D'autre part, la vis de transfert 12 est avantageusement associée à un volet supérieur 6, pivotant, articulé par exemple sur la poutre 15 pour fermer ou ouvrir l'ouverture supérieure de la benne. A proximité de la paroi avant 5 de la benne, un orifice 17 est aménagé au niveau de la paroi latérale 3 et du tronçon de fond 8 pour assurer la distribution du mélange de produits. Cet orifice de distribution 17 a une forme générale carrée ou rectangulaire ; il s'étend sur une largeur ] et il est délimité par une bordure inférieure 17a et par une bordure supérieure 17b. De plus, il est aménagé de part et d'autre d'un plan horizontal P passant par l'axe 11 b de la vis de mélange/distribution 11.
Cet orifice 17 est associé à une trappe mobile 18, ici en forme de trappe coulissante manœuvrée par un vérin 19.
Entre la paroi avant 5 et sensiblement la zone médiane de l'orifice de distribution 17, on remarque que la vis 11 comporte une longueur 11 a dont le pas est inversé par rapport au pas du reste de sa longueur (figure 2). Le volet 16 étant en position ouverte, les produits à mélanger sont déversés dans la benne 1 au-dessus de la vis 12 ; cette vis 12 oriente les produits vers le rotor 10 qui réalise leur brassage. Le rotor 10 propulse les produits vers la vis 11 et cette vis 11 les déplace d'une extrémité à l'autre de la benne, de l'arrière vers l'avant par exemple, tel qu'illustré par les flèches d'orientation des figures 1 et 2. La trappe 18 étant fermée, dans la zone d'inversion de pas de la vis 11, le mélange de produits est orienté contre ladite trappe 18 et forcé par celle-ci à remonter vers la vis de transfert 12 en vue de son recyclage dans la benne. Cette vis supérieure de transfert 12 tourne dans le même sens que la vis de mélange/distribution 11 , mais le pas de son hélice est inversé pour faire circuler les produits de l'avant vers l'arrière de la benne, par exemple (voir les flèches d'orientation des figures 1 et 2), et ainsi pour améliorer le mélange. La distribution du mélange de produits est obtenue en ouvrant la trappe 18 ; la petite longueur 11 a de la vis 11 , à pas inversé, facilite la sortie des produits par l'orifice 17. Le rotor 10 et les deux vis 11 et 12 sont entraînés en rotation par une motorisation appropriée, en particulier par la motorisation du tracteur agricole associé à la machine. Conformément à la présente invention, afin de limiter la puissance nécessaire à l'entraînement de la vis de mélange/distribution 11 , la paroi qui entoure cette vis 11 au niveau de l'orifice de distribution 17 est conformée de manière à s'écarter progressivement de la périphérie de ladite vis 11 pour définir une section d'évacuation du produit à ouverture progressive, ceci à partir d'une ligne située en amont d'une ligne correspondant à l'intersection du plan horizontal P passant par l'axe 11 b de la vis 11 avec la trappe mobile 18, et au moins jusqu'audit plan horizontal P. En fonction de la structure de la machine, la paroi en question définissant la forme de cette section d'évacuation à ouverture progressive peut être constituée uniquement de la face intérieure de la trappe mobile 18, ou de cette face intérieure de trappe associée à la portion 8a du berceau de vis 8 qui est située en regard de
l'orifice de distribution 17, entre la bordure inférieure 17a de cet orifice 17 et l'arête
9 qui raccord le berceau de rotor 7 et le berceau de vis 8.
L'écartement progressif défini ci-dessus s'entend dans le sens de rotation de la vis de mélange/distribution 11 (c'est-à-dire un sens assurant le déplacement des produits du bas vers le haut en regard de la trappe 18). De part et d'autre de cette portion 8a, le berceau 8 de la vis 11 peut présenter une forme tout-à-fait classique, enveloppant au mieux la partie inférieure de la périphérie de ladite vis 11 ; l'écartement entre le berceau 8 et la périphérie de la vis 11 est alors constant ou sensiblement constant, de l'ordre de 10 à 20 mm par exemple. Dans une variante de réalisation, cet écartement peut être légèrement croissant, tenant compte du sens de rotation de la vis. Les figures 3 et 4 détaillent une forme de réalisation possible de la section d'évacuation à ouverture progressive précitée.
La figure 3 est une vue en coupe transversale de la machine au niveau de l'ouverture de distribution 17 associée à la trappe mobile 18 ; et la figure 4 est une vue agrandie d'une partie de la figure 3, illustrant l'invention de manière détaillée. Comme on peut le voir sur la coupe de la figure 4, à partir de l'arête 9 constituant la ligne de liaison du berceau de rotor 7 et du berceau de vis 8, le berceau 8 suit la périphérie de la vis 11 sensiblement jusqu'à la ligne repérée 20 ; ensuite, à partir de cette ligne 20, le berceau 8a s'écarte progressivement de la périphérie de la vis 11 , jusqu'à la bordure inférieure 17a de l'orifice de distribution
17.
Entre les lignes 9 et 20, la portion de berceau 8a est écartée de la périphérie de la vis 11 d'une distance constante ou sensiblement constante de l'ordre de 10 à 20 mm ; entre la ligne 20 et la ligne formée par la bordure inférieure 17a de l'orifice de distribution 17, la distance entre la portion de berceau 8a et la périphérie de la vis
11 passe d'environ 10-20 mm à, par exemple, 60 mm. Entre les lignes 20 et 17a, l'espace entre la périphérie de la vis 11 et la portion de berceau 8a définit le début de la section 22 d'évacuation du produit dite « à ouverture progressive ». Cette section 22 à ouverture progressive se prolonge au-delà de la bordure inférieure 17a de l'orifice 17, et même au-delà de la ligne 23 correspondant à l'intersection du plan horizontal P passant par l'axe 11 b de la vis 11 avec la trappe
18, grâce à la forme particulière de la face intérieure de cette trappe d'obturation 18.
On remarque en effet que la face intérieure de la trappe 18 présente une forme générale courbe qui, en position de trappe fermée, continue de s'écarter progressivement de la spire de la vis 11. En position de trappe fermée, le jeu entre la périphérie de la vis de mélange/distribution 11 et la partie basse de la trappe 18 est d'environ 60 mm, et le jeu correspondant passe à environ 240 mm au niveau de la partie haute de ladite trappe 18 qui. est située bien en aval du plan P précité. Au niveau de cette section 22 d'évacuation à ouverture progressive, le profil du berceau 8a et de la face intérieure de la trappe 18 n'est pas concentrique à l'axe 11 b de la vis 11, mais excentrique ; ce profil est elliptique ou sensiblement elliptique et, comme expliqué ci-dessus, il s'écarte progressivement de la périphérie de la spire de vis afin d'être continuellement dégageant, ceci bien entendu par rapport au sens de rotation de la vis 11 , repéré par la flèche d'orientation 24. Cette conformation particulière optimise la prise en charge du mélange de produits par la vis 11 et son refoulement en direction de la vis de transfert 12. On limite ainsi grandement les phénomènes de bourrage au niveau de la vis de mélange/distribution 11 et on diminue sensiblement la puissance requise pour l'entraînement de cette vis, par rapport aux configurations connues de l'état de la technique. Comme expliqué ci-avant, l'ouverture de la trappe 18, tel qu'illustré sur la figure 5, assure la distribution du produit à l'extérieur de la benne, de manière classique. Tel que cela apparaît sur la figure 6, la trappe mobile 18 peut se présenter sous la forme d'un volet courbe, articulé au niveau de sa bordure supérieure autour d'un axe 25 parallèle à l'axe des vis 11 et 12. Le volet articulé 18 est ici encore manoeuvré au moyen d'un vérin 19. Dans les deux modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 6, la bordure d'extrémité inférieure de l'orifice de distribution 17 est située en aval de l'aplomb de l'axe 11 b de la vis de mélange/distribution 11. Comme on l'a illustré sur la figure 7, dans le cadre d'une trappe 18 articulée, on peut envisager de structurer l'orifice de distribution 17 de telle sorte que sa bordure d'extrémité inférieure 17a soit située sensiblement au niveau de l'aplomb
de l'axe 11 b de la vis 11. Cette configuration optimise la sortie du mélange de produits par l'orifice de distribution 17, lorsque la trappe amovible 18 est ouverte. Dans les différents exemples de réalisation illustrés, la section d'évacuation à ouverture progressive 22 s'étend depuis une ligne repérée 20 située entre l'arête 9 et l'aplomb de l'axe 11b de la vis 11, jusqu'à un niveau situé au-delà du plan horizontal P passant par ledit axe 11 b.
Dans des variantes de réalisation, l'entrée de cette section 22 peut être située avant ou après cette ligne 20 (en particulier entre l'arête 9 et une zone située entre l'aplomb de l'axe 11b de la vis 11 et la ligne 23 du plan horizontal P), et sa sortie peut être située avant la bordure supérieure 17b dudit orifice 17 (en particulier entre cette bordure supérieure 17b et ladite ligne 23). De préférence, l'entrée de cette section 22 se situe en amont du plan médian situé entre le plan horizontal P et l'aplomb de l'axe de la vis 11. Le profil courbe définissant cette section 22 à ouverture progressive est avantageusement constitué d'une partie fixe 8a prolongeant le berceau de rotor 7 et de la face interne courbe de la trappe 18.
Dans certains cas particuliers, seule la courbure de la face interne de la trappe 18 pourra définir cette section 22 d'évacuation à ouverture progressive, la bordure inférieure de la trappe 18 s' étendant jusqu'à une portion fixe de forme cylindrique centrée sur l'axe 11 b de la vis 11 , voire s' étendant jusqu'à l'arête 9 précitée.