FR3092963A1

FR3092963A1 - Element d’outil de coupe de machine agricole et machine agricole correspondante

Info

Publication number: FR3092963A1
Application number: FR1901952A
Authority: FR
Inventors: Pascal Jodas
Original assignee: ARNO
Current assignee: ARNO
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: FR3092963B1

Abstract

Cet élément de coupe (8) pour machine agricole comprend une zone d'accrochage (9) sur une manille, définissant un premier plan (P9), ainsi qu'une zone de coupe (10) possédant des arêtes latérales (12) tranchantes, cette zone de coupe (10) définissant un second plan (P10) formant un angle non nul avec le premier plan (P9), ladite zone de coupe (10) possédant, sur une face, une plage amincie, caractérisé en ce qu’au moins un relief (21) positif est prévu sur la zone de coupe (10), ledit relief (21) étant situé sur la face (14) opposée à celle dans laquelle est ménagée la plage amincie et en ce que le relief (21) est positionné en regard de la plage amincie. L’invention concerne également un outil de coupe équipé de plusieurs éléments de coupe (8) et une machine agricole avec au moins un tel outil de coupe. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2

Description

ELEMENT D’OUTIL DE COUPE DE MACHINE AGRICOLE ET MACHINE AGRICOLE CORRESPONDANTE

La présente invention concerne un élément d’outil de coupe de machine agricole, généralement dénommé rotor de coupe de machine agricole. Un outil de coupe comprend plusieurs éléments de coupe. L’invention concerne également 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 solution connue de FR-A-2 900 022, les éléments de coupe sont montés par paire sur un organe de liaison intermédiaire, encore appelé manille, qui est articulé sur le rotor et coopère avec chaque 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 complexe.

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 œuvre aussi peu souvent que possible.

Afin de limiter l’usure des éléments de coupe, on connait par FR-B-3 018 152, déposé par la demanderesse, 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 définissant un second plan formant un angle non nul avec le premier plan. La zone de coupe présente, en coupe, la forme d’un arc dont la concavité est orientée vers le premier plan. Cette zone de coupe comprend une plage amincie bordée par un décrochement périphérique. De la sorte, avec la forme en arc de la zone de coupe, on peut définir une zone de coupe plus large, tout en préservant la masse initiale de l’élément de coupe grâce à la plage amincie, cette dernière étant sensiblement en position centrale sur l’élément de coupe. Il s’avère néanmoins que, dans certaines conditions de travail particulièrement difficiles, par exemple du fait de la présence de cailloux, il existe un risque de cassure ou de fêlure au niveau de la plage amincie.

C’est à cet inconvénient que se propose de remédier l’invention en proposant un élément de coupe présentant une durée de vie de l’arête de coupe optimale, avec une masse conservée et une résistance aux chocs optimisée.

A cet effet, l’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, ladite zone de coupe possédant, sur une face, une plage amincie bordée par un décrochement périphérique, caractérisé en ce qu’au moins un relief positif est prévu sur la zone de coupe, ledit relief étant situé sur la face opposée à celle dans laquelle est ménagée la plage amincie et en ce que le relief est positionné en regard de la plage amincie.

Ainsi, on réalise un élément de coupe dont, de facto, la zone de coupe ne présente pas de zone de faiblesse structurelle du fit de la plage amincie. Une telle configuration permet d’optimiser la résistance mécanique de l’élément sans augmentation de sa masse nominale.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel élément de coupe peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes:

- un seul relief occupe une surface équivalente à celle de la plage.

- Plusieurs reliefs occupent une surface équivalente à celle de la plage.

- 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 et le bord de la zone de coupe, dit extérieur, qui est opposé au premier plan, présentent en coupe transversale la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers le premier plan.

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 conformes à l’une quelconque des caractéristiques précédentes, 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 selon 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:

est une vue en perspective d'un outil de coupe conforme à l'invention,

est une vue en perspective à partir de la face avant, à plus grande échelle, d’un élément de coupe conforme à l'invention et appartenant à l'outil de coupe de la figure 1,

est une vue en perspective, similaire à la figure 2 à partir de la face arrière de l’élément de coupe de la figure 2,

est une vue de face, à la même échelle, de l’élément des figures précédentes et

est une vue de côté, à la même échelle, de l’élément de coupe des figures précédentes.

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, non 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 chacune d'un orifice de passage 5 pour une tige filetée 6. Chaque support, qui est fixé sur le rotor par tout moyen approprié, notamment par soudage, permet l'articulation d'une manille 7, formant organe de liaison intermédiaire. Cette manille 7 supporte à son tour deux couteaux ou fléaux 8 identiques, formant éléments de coupe au sens de l'invention, qui sont réalisés par exemple en acier forgé.

Par la suite, pour faciliter la lecture, les termes couteau, fléau ou élément de coupe seront utilisés indistinctement pour désigner l’élément de coupe 8.

Sur la figure 1, on a représenté une seule manille 7 et un seul couple de couteaux 8, 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 fléaux sont montés face à face, ou bien qu'un seul couteau est associé à une manille donnée.

La figure 2 illustre un élément de coupe ou fléau 8 conforme à un mode de réalisation de l'invention. Celui-ci comprend, de façon habituelle, une zone d'accrochage 9 définissant un plan P9, ainsi qu'une zone de coupe 10, définissant un plan P10. En vue de côté, comme montré en figure 5, ces deux plans P9 et P10 forment un angle α, généralement compris entre 30 et 60°, avantageusement entre 40 et 50°, de préférence voisin de 45°.

En référence plus particulièrement aux figures 2 à 4, la zone d'accrochage 9 est creusée d'un orifice traversant 11. Ici, l’orifice 11 est oblong. En variante non illustrée il a une autre forme, par exemple circulaire. Une fois que le fléau 8 est monté sur la manille 7, les parois de l'orifice 11 définissent un jeu fonctionnel avec les branches de la manille. Par conséquent, chaque fléau ou couteau 8 peut pivoter et se déplacer en translation le long de la tige 6.

La zone de coupe 10 est sensiblement rectangulaire et comporte deux arêtes latérales tranchantes 12, ainsi qu'une face frontale 13. Cette face frontale 13 définit, de facto, la tranche d’extrémité de la zone de coupe 10.

Par convention, on désigne l'intérieur de la zone de coupe 10 comme étant la face 14 tournée en regard de la zone d'accrochage 9, alors que son extérieur est formé par la face 15 opposée. On note enfin A8 l'axe principal médian du couteau 8.

Les arêtes tranchantes12 de la zone de coupe s’étendent sur toute la hauteur H de cette dernière. Deux épaulements 16 assurent la liaison entre les arêtes 12 et la zone d’accrochage 9.

Le profil transversal de la zone de coupe 10, à savoir selon un axe perpendiculaire à celui A8 est définit par la face frontale 13 de la zone de coupe 10.

Les bords respectivement inférieur 17 et supérieur 18 de la face frontale 13 sont configurés en arc de cercle. Les bords 17 et 18, et donc de facto la face 13, présentent une concavité tournée vers la face 14 de la zone de coupe 10.

Ce profil des bords 17 et 18, en forme d’arcs, est présent sur une longueur qui est supérieure à au moins 50%, notamment à au moins 90% de la largeur L de la zone de coupe 10. De façon préférée, cette zone de coupe 10 présente ce type de profil sensiblement sur la totalité de sa largeur L.

La face extérieure 15 de la zone de coupe 10 est creusée d’un renfoncement, qui délimite une plage amincie 19 bordée par un décrochement périphérique 20. On note tout d’abord s19 et S10 les surfaces respectives de la plage amincie 19 et de la zone de coupe 10. De plus on note e19 l’épaisseur de la plage, et E13 la plus grande épaisseur de la zone 10, à savoir l’épaisseur au niveau le plus large de la face frontale 13, donc dans la zone où les bords 17 et 18 sont le plus éloignés l’un de l’autre.

De façon avantageuse, la surface s19 est non négligeable par rapport à celle S10, alors que l’épaisseur e19 est nettement inférieure à celle E13. De la sorte, la présence de la plage 19 permet une réduction de matière significative.

Afin de renforcer la résistance structurelle de la plage amincie 19, et donc de facto du fléau 8, au moins un relief 21 est ménagé sur la face 14 de la zone de coupe 10. Par la suite, le terme nervure sera également utilisé pour désigner le relief 21. La nervure 21 occupe, avantageusement, une surface s21 équivalente à celle s19 occupée par la plage 19. En variante, elle occupe une surface plus petite que la surface s19 de la plage 19.

De même, la hauteur H21 du relief, ou nervure, est sensiblement identique à la profondeur de la plage 19, donc à la différence d’altitude entre la face 15 et le fond 22 de la plage 19. Il est à noter que les bords latéraux de la nervure définissant la hauteur H21 participent au renforcement de la résistance structurelle de la zone de coupe, à la manière de jambe de force.

De la sorte, par la présence de la nervure 21, on obtient une épaisseur de matière sensiblement identique sur toute la zone de coupe 10 mais avec une répartition des épaisseurs variable sur cette zone.

Ceci se traduit par une masse similaire entre un fléau dépourvu de relief 21 et sans plage 19 et un fléau 8 pourvu d’un relief 21 et d’une plage 19. Dans d’autres modes de réalisation non illustrés, il y a plusieurs reliefs ou nervures, identiques ou on de ménagés sur la face 14. Dans tous les cas, le ou les reliefs(s) améliore(nt) la résistance mécanique du fléau, sans augmenter significativement sa masse.

De manière avantageuse, on réalise par une même opération d’usinage la plage amincie 19 et le relief 21. Pour cela, au lieu de procéder par enlèvement de matière, on emboutit la face 15 sur une distance égale à sensiblement l’épaisseur nominale du fléau. Ainsi, on repousse la matière de la face 15 en direction de la face 14. On obtient ainsi la plage 19 et le relief 21. Dans un tel cas, on conçoit que la plage 19 et le relief 21 ont la même configuration géométrique. Le procédé est adapté pour réaliser un déplacement de matière sans diminution de l’épaisseur. En effet, si tel était le cas, on formerait des zones de faiblesse structurelle, de par la moindre épaisseur ce qui nuirait à la résistance mécanique du fléau 8.

En variante, il est possible de rapporter le relief 21 par une technique connue en soi telle que le soudage, le collage ou autre.

Par convention, on définit ici la hauteur de la nervure 21 ou relief comme étant la hauteur entre la surface de la face 15 de la zone de coupe 10 et la face supérieure visible de la nervure 21. Dans tous les cas, quelle que soit la technique de réalisation du ou des reliefs(s) 21, la hauteur minimale du ou des relief(s), est de 7mm, généralement comprise entre 7 mm et 16 mm. De plus, pour assurer de manière optimale la fonction de renfort, la surface minimale s21 du relief 21 doit représenter au moins 60% de la surface s19.

Quelle que soit la configuration du ou des relief(s) 21, ce(s) dernier(s) doi(ve)nt être positionné(s) au niveau de la plage amincie 19, de sorte à ce que l’épaisseur totale du couteau 8 soit similaire en tout point de la partie centrale 100 de la zone de coupe 10, sans que la présence ou non de la plage et/ou du relief influe sur cette épaisseur totale. En d’autres termes, selon un mode avantageux de réalisation, l’invention est obtenue sans élément ou ajout de masse par rapport au couteau 8 initial, dépourvu de plage et/ou de relief. On conçoit que le relief 21 peut présenter un état de surface différent du reste du fléau 8, afin de faciliter son repérage.

Aux figures 2 et 4, on note que l’extrémité 210 du relief 21 située au plus près de la face frontale 13 est configurée en V ouvert vers la face 13. Une telle forme est différente de celle de la plage amincie 19, au même niveau. La forme en V permet de réaliser une augmentation régulière de la hauteur du relief 21, par rapport à la face 14, en limitant l’effet de marche d’escalier. En variante, l’extrémité 210 est d’une autre forme géométrique.

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 A7 correspondant. Enfin, comme expliqué ci-dessus, chaque couteau 8 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 12 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. On note que, grâce au profil transversal particulier de la zone de coupe 10, ces arêtes 12 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 19 et du relief 21 permet de maintenir une résistance mécanique optimale du fléau 8. Par conséquent, en gardant inchangée la masse du couteau et sa résistance mécanique, 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. Dans un tel cas, compte tenu du mode de réalisation préféré des reliefs, ceux-ci ont également la même forme. Ainsi, il est aisé d’identifier un fléau, quel que soit la face à partir de laquelle il est visualisé.

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.

Claims

Elément de coupe (8) pour machine agricole, destiné à être monté sur un rotor (2) de ladite machine par l'intermédiaire d'une manille (7) articulée sur ce rotor (2), ledit élément (8) comprenant une zone d'accrochage (9) sur la manille (7), définissant un premier plan (P9), ainsi qu'une zone de coupe (10) possédant des arêtes latérales (12) tranchantes, cette zone de coupe (10) définissant un second plan (P10) formant un angle (α) non nul avec le premier plan (P9), ladite zone de coupe (10) possédant, sur une face (15), une plage amincie (19) bordée par un décrochement périphérique (20), caractérisé en ce qu’au moins un relief (21) positif est prévu sur la zone de coupe (10), ledit relief (21) étant situé sur la face (14) opposée à celle (15) dans laquelle est ménagée la plage amincie (19) et en ce que le relief (21) est positionné en regard de la plage amincie (21).
Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un seul relief (21) occupe une surface (s21) équivalente à celle (s19) de la plage (19).
Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs reliefs occupent une surface équivalente à celle (s19) de la plage (19).
Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur au moins une partie de la longueur (L) de la zone de coupe (10) , le bord (18) de la zone de coupe (10), dit intérieur, qui est tourné vers le premier plan (P9) et le bord (17) de la zone de coupe (10), dit extérieur, qui est opposé au premier plan (P9), présentent en coupe transversale la forme d'un arc dont la concavité est tournée vers le premier plan (P9).
Outil de coupe (1) pour machine agricole, comprenant un rotor (2), plusieurs manilles (7) articulées sur ce rotor et plusieurs éléments de coupe (8) conformes à l’une quelconque des revendications précédentes, la zone d'accrochage (9) de chaque élément de coupe (8) coopérant avec la manille (7), cet élément de coupe possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à cette manille (7), et optionnellement au moins un degré de liberté en translation par rapport à cette manille (7).
Machine agricole comprenant au moins un outil de coupe (1) selon la revendication 5.