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La Société dite : H. PUTSCH GmbH & ComT). à Hagen (République Fédérale d'Allemagne)
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¯*¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯8¯. ¯8¯8¯8¯8¯8¯8- " Coupe-racines à tambour, notamment pour couper en cossettes des betteraves à sucre"
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C. I. : Demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne P 32 46 439. 8 déposée le 15 décembre 1982.
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L'invention a pour objet un coupe-racines à tambour destiné notamment à couper en cossettes les betteraves à sucre, ayant une série d'éléments de retenue disposés à intervervalles réguliers à la périphérie du tambour, dirigés sensiblement parallèlement à l'axe de celui-ci et qui maintiennent deux par deux entre eux un porte-couteaux dans lequel est fixé au moins un couteau dont le tranchant est dirigé sensiblement en sens circonférentiel.
On connaît déjà différents modes de réalisation de coupe-racines à tambour de ce type. Un tel coupe-racines à tambour comprend un corps de base moulé, monobloc, à la périphérie duquel sont prévus des éléments de retenue pour des porte-couteaux disposés avec un faible espacement. A l'état de montage final terminé, ce couperacines à tambour ou plus exactement son tambour, présente un volume creux presque entièrement fermé, mais ouvert sur un côté en sens axial, dans lequel sont introduites par l'ouverture axiale en question les betteraves à couper.
La machine à couper les racines se trouve à ce moment-là placée en-dessous d'une trémie à betteraves de sorte que les betteraves sont très fortement tassées à l'intérieur du tambour pour pouvoir y être coupées en cossettes de forme déterminée par les couteaux qui sont en saillie à l'intérieur du tambour et qui sont tenus dans les porte-couteaux.
Le prix de revient de la pièce de fonderie qui constitue le tambour et qui est le corps de soutien principal, est relativement grand, ce qui est peu avantageux en particulier lorsque le nombre de pièces à fabriquer dans un laps de temps donné est relativement peu élevé.
Le but principal de l'invention est donc de perfectionner un coupe-racines du type en question, de telle sorte que, tout en assurant de façon simple et efficace l'étanchéité du volume intérieur du tambour, on puisse le fabriquer de façon avantageuse, même en quantité
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réduite, grâce à l'utilisation de pièces d'usure amovibles, et ceci tout en facilitant le montage et le démontage des porte-couteaux qui doivent être retirés du tambour à des intervalles de temps réguliers pour l'affûtage des couteaux.
Ce but est atteint selon l'invention grâce au fait que les organes de retenue qui retiennent entre eux les porte-couteaux sont constitués par des barreaux distincts réunis de manière démontable à au moins une poulie d'entraînement, ces barreaux étant recouverts par des pièces d'usure du côté de l'intérieur du tambour.
Par la réalisation en deux parties du corps de base du tambour et par l'emploi d'une série de barreaux distincts réunis de façon démontable avec une position déterminée à une poulie d'entraînement, le prix de revient de ce corps de base est sensiblement moins élevé que ce n'était le cas avec les corps de base moulés des couperacines à tambour connus jusqu'à présent. En particulier, il est possible très facilement d'enfiler par une face frontale du tambour les porte-couteaux sur et entre les barreaux et de les bloquer en déplacement axial, les barreaux ayant en section droite, des dimensions relativement faibles qui peuvent être facilement recouvertes par des pièces d'usure et ces pièces d'usure peuvent être alors appliquées contre les porte-couteaux eux-mêmes.
Les barreaux peuvent être à sections droites diverses, par exemple ronde ou polygonale, et dans ce cas de préférence quadrangulaire, en particulier carrée.
Lorsque leur section droite est carrée, mais aussi avec tout autre type de section droite polygonale, qui peut être aussi triangulaire, un angle du polygone de la section droite des barreaux est dirigé vers l'axe du tambour, ce qui permet de disposer de manière favorable les surfaces planes des barreaux, afin de pouvoir leur faire supporter de façon avantageuse, au point de vue des surfaces en contact, les forces de coupe et la force centrifuge qui
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se manifestent pendant le fonctionnement.
Pour tenir les barreaux bloqués en rotation, il est prévu par exemple que chacun d'eux est fixé au moins à une extrémité par un encastrement. Mais, il est possible aussi que chaque barreau soit engagé à une extrémité dans la poulie d'entraînement par un tenon de petit diamètre et immobilisé grâce à un écrou, ce tenon ayant une section droite circulaire qui en facilite la fabrication.
A l'autre extrémité, chaque barreau est encastré grâce à des profils complémentaires dans une échancrure d'un anneau de stabilisation extérieur, tournant librement avec les barreaux et la poulie, de sorte que cet anneau, les différents barreaux et la poulie d'entraînement constituent un ensemble tournant rigide qui peut être monté en porte à faux et qui est encore renforcé finalement par les portecouteaux mis en place. En retirant la bague, on peut très facilement introduire les porte-couteaux de ce côté entre les barreaux et les immobiliser. Grâce au fait que, par leur encastrement, les barreaux sont engagés avec sécurité dans l'anneau de stabilisation, on obtient l'assurance d'un premier blocage en rotation des barreaux autour de leur propre axe.
Un autre blocage identique s'effectue au moyen d'une multiplicité de pattes fixées à l'anneau de stabilisation dont l'une se bloque grâce à son profil dans un évidement ménagé sur la face frontale de chaque barreau.
Les porte-couteaux introduits chacun entre deux barreaux dans le sens longitudinal de ceux-ci enveloppent en partie chacun de deux barreaux voisins. En particulier, lorsqu'on utilise des barreaux à section droite polygonale, chaque porte-couteau est disposé pour venir en contact avec au moins deux surfaces'extérieures planes d'un barreau, adjacentes à une arête, le porte-couteau présentant à cet effet un évidement prismatique sur son côté tourné vers le barreau.
Lorsque les barreaux utilisés ont une section
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droite polygonale, en particulier quadrangulaire ou carrée, il est prévu, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, que chaque porte-couteau s'applique contre les surfaces planes sensiblement opposées de deux barreaux voisins, de sorte que chaque porte-couteau vient au contact essentiellement avec la totalité de la surface plane de deux barreaux voisins qui est disposée en oblique vers l'intérieur du tambour.
Dans ce montage, chaque porte-couteau n'est engagé par une surface apparte- nant a l'évidement prismatique proche du barreau intéressé qu'avec une partie seulement d'une surface de ce barreau dirigée obliquement vers l'extérieur, chaque porte-couteau étant introduit dans son ensemble avec un certain jeu entre les barreaux, de sorte que pendant le fonctionnement et sous l'action des forces qui en résultent, les porte-couteaux ne sont pas en contact avec les surfaces des barreaux dirigées obliquement vers l'extérieur, dont il a été question plus haut.
Il n'y a un contact qu'avec les surfaces des barreaux dirigées obliquement vers l'intérieur du tambour, là où, de toute façon, il y a contact pratiquement sur toute la surface entre les porte-couteaux et les barreaux de sorte que la résultante des forces qui s'exercent agit sensiblement perpendiculairement au plan de la surface, ce qui permet une transmission favorable des forces appliquées.
Bien que, fondamentalement, il soit possible d'utiliser des barreaux à section circulaire, ce genre de barreaux n'est pas préféré, parce que, lorsqu'ils sont enveloppés en partie par les surfaces voisines du portecouteau correspondant, les forces qui se manifestent en cours de fonctionnement entraînent, en raison du jeu nécessaire entre les porte-couteaux et les barreaux, un tel déplacement entre eux, qu'il s'établit entre les deux pièces un contact sensiblement linéaire d'où il résulte, par suite des forces élevées qui s'exercent, que les
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matériaux qui les composent subissent des contraintes considérables.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque porte-couteau est maintenu en position de travail par ses faces extrêmes, le moyen de fixation prévu sur la face extrême qui se trouve du côté de la face frontale de montage sur les barreaux étant démontable. Selon un mode de réalisation avantageux, le moyen de fixation démontable est constitué par un levier de verrouillage pivotant poussé par un ressort pour venir s'appliquer contre une face extrême du porte-couteaux, par exemple dans un évidement de verrouillage ménagé à cet endroit.
Cet évidement est avantageusement réalisé par une douille d'écartement montée parallèlement à l'axe du barreau et par un disque ou une plaque à section droite supérieure à celle de la douille, montée sur l'extrémité libre de celle-ci, le levier de verrouillage venant s'appliquer grâce à son profil contre la face extrême du porte-couteau et à l'intérieur de ce disque ou de cette plaque, la largeur ou l'épaisseur du levier de verrouillage ne correspondant pas obligatoirement à la longueur de la douille d'écartement.
L'avantage de ce mode de réalisation est que la finition de toutes les douilles d'écartement peut être effectuée simultanément par une même opération à l'aide d'une meule, de sorte que toutes les douilles d'écartement ont effectivement la même longueur, ce qui assure donc un positionnement axial précis de tous les porte-couteaux et des couteaux qui se trouvent à la circonférence du tambour, lorsque le porte-couteaux, avec le disque ou la plaque précités, vient s'appliquer contre les faces extrêmes des barreaux.
L'évidement de verrouillage est de préférence disposé sur le côté du porte-couteaux contre lequel viennent buter l'un des couteaux ou plusieurs couteaux. Ceci a pour avantage que l'intervalle entre l'arête de retenue des couteaux dans le porte-couteaux et l'évidement de verrouillage
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est relativement faible de sorte que l'on peut plus facilement observer des tolérances sévères. Ces tolérances sévères sont importantes en particulier lorsqu'on utilise sur le tambour, en sens circonférentiel, des couteaux fraisés dits couteaux Königsfeld dont les pointes et les creux du tranchant qui se succèdent sont décalés d'un demi-pas. C'est grâce à des tolérances très sévères de ce genre qu'il est possible de décaler réellement tous les couteaux les uns par rapport aux autres d'un demi-pas dans le sens axial du tambour.
Au moyen de ce décalage il est possible d'obtenir le profil de la section droite spéciale qu'on veut donner aux cossettes.
D'une façon correspondante, selon l'invention, dans le mode de réalisation décrit, toutes les pièces d'usure interchangeables situées vers l'intérieur du tambour sont montées de façon détachable sur le porte-couteaux luimême. L'avantage de cette disposition est que ces pièces d'usure peuvent être remplacées directement et très simplement, lorsqu'on doit retirer du tambour les porte-couteaux pour la rectification et l'affûtage des couteaux émoussés.
Selon un perfectionnement judicieux de l'invention, chaque pièce d'usure est constituée par une plaque de serrage servant à fixer le ou les couteaux dans le portecouteaux, cette plaque de serrage étant prolongée à l'opposé du tranchant du couteau, au-delà du bord du dos du couteau pour recouvrir un barreau correspondant. On fait ainsi à cet emplacement l'économie de trois pièces d'usure qui, dans les coupe-racines à tambour connus, sont fixées de façon amovible au tambour lui-même.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, cette plaque de serrage chevauche par un prolongement arrière une partie du porte-couteaux voisin et donc aussi, naturellement, le barreau qui se trouve à cet endroit, et elle jouxte directement une butée d'appui antérieure au porte-couteaux voisin, qui est elle aussi, une pièce d'usure,
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de sorte que, quand on régle convenablement la position de cette butée d'appui, même si celle-ci est relativement courte, l'ensemble du porte-couteau est néanmoins protégé par une pièce d'usure du côté de l'intérieur du tambour.
Le prolongement arrière de la plaque de serrage prend appui contre le porte-couteau correspondant, et, à cette fin, il est prévu en particulier une goupille fixée au porte-couteau qui soutient la partie de la plaque de serrage qui constitue le prolongement arrière. Selon un perfectionnement avantageux de cette disposition, cette goupille s'engage dans un évidement de la plaque de serrage où elle est retenue par encastrement. Grâce à ce soutien, le prolongement arrière de la plaque de serrage, qui a un porte à faux relativement étendu, ne peut pas se cintrer sous l'action des forces agissant de l'extérieur pendant le fonctionnement et ne peut donc venir heurter le portecouteau voisin.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu pour chaque porte-couteau des barrettes latérales servant de pièces d'usure, dirigées dans le sens circonférentiel du tambour, qui recouvrent également un barreau et en partie un porte-couteau voisin, et ceci dans la même mesure que la plaque de serrage, de sorte que les porte-couteaux juxtaposés dans le sens périphérique se raccordent les uns aux autres de façon parfaite.
Il est à noter de plus que les leviers de verrouillage sont accouplés à des émetteurs de signaux qui signalent la position du levier de verrouillage et permettent donc au personnel de service de se rendre compte si les porte-couteaux correspondants sont montés en sens axial ou non à l'intérieur du tambour.
On indiquera encore que, selon un mode de réalisation préféré, on utilise au lieu de couteaux Königsfeld contre-coudés incurvés des couteaux Königsfeld contrecoudés non incurvés. L'avantage est que, lorsque leur longueur a
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été diminuée par suite des affûtages, on peut après desserrage de la plaque de serrage, déplacer ces couteaux dans un plan fixe sans que la distance en sens transversal par rapport à la butée d'appui antérieure soit diminuée du fait du raccourcissement du couteau, ce qui serait le cas si on utilisait des couteaux Königsfeld contrecoudés incurvés qui sont adaptés au moins approximativement par leur incurvation à la courbure du tambour.
D'autres détails ainsi que d'autres caractc- ristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure l est une vue partielle de bout, en partie en coupe, du tambour d'un coupe-racines à tambour pour betteraves à sucre ; - la figure 2 est une vue en coupe du tambour selon II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe partielle selon III-III de la figure l, montrant le dispositif de blocage en sens axial des porte-couteaux.
Dans l'exemple de réalisation représenté, le tambour du coupe-racines à tambour est suspendu librement en porte-à-faux et monté rotatif, de sorte qu'il est possible de l'équiper de ses porte-couteaux en procédant par son
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côté ouvert, non fermé. Une partie de la poulie d'entraî- nement 10 montée rotative est visible en coupe sur la figure 2. Un certain nombre de barreaux 12 disposés à des intervalles réguliers sont fixés de façon démontable le long de la périphérie extérieure de cette poulie d'entraî- nement 10, ces barreaux étant disposés avec leur axe longitudinal parallèle à. l'axe du tambour. On voit très nettement ces barreaux en coupe sur la figure 1 et en élévation sur la figure 2.
Comme le montre bien cette dernière figure, ces barreaux sont munis chacun d'un tenon 14, à section droite circulaire plus petiteque celle du barreau, au moyen
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duquel ils sont introduits dans un trou 16 correspondant de la poulie d'entraînement 12. Ces tenons sont pourvus à leur partie extrême libre d'un filetage extérieur 18 sur lequel est vissé un écrou 20, ainsi les différents barreaux sont fixés à la poulie d'entraînement 10. Mais ce moyen de fixation ne suffit pas pour un maintien suffisant en rotation. A cette fin, il est prévu à l'extrémité opposée des barreaux un anneau de stabilisation 21 les reliant tous en ne prenant appui nulle part ailleurs, qui s'engage grâce à son-profil dans un évidement 22 ménagé à la périphérie extérieure de chaque barreau 12.
Cette disposition est clairement visible aussi sur la partie droite de la figure 2. Grâce à ce maintien par encastrement de l'anneau de stabilisation 21 dans l'évidement 22 de chaque barreau 12, ce dernier est immobilisé en rotation. Un maintien supplémentaire en rotation est réalisé au moyen d'une patte de retenue 24 qui est fixée sur la partie extérieure de l'anneau de stabilisation 21. Cette patte de retenue 24 s'encastre grâce à son profil dans un évidement 26 qui lui est adapté et qui est prévu sur la face extrême libre 28 du barreau 12, comme le montre bien la figure 1.
Le tambour limite un espace intérieur 30 fermé pour l'essentiel, qui est obturé en sens radial par les porte-couteaux décrits plus loin et, en sens axial, du côté de la poulie d'entraînement 10, par une plaque de fermeture 32 qui est doublée d'une couche de matériau 34 résistant à l'usure et, du côté opposé, par une plaque de fermeture 36 qui est fixée au bâti 40 de la machine au moyen d'entretoises 38. Sur un côté en sens axial, l'espace intérieur 30 du tambour est accessible quand il est ouvert pour permettre d'y introduire les betteraves à couper en cossettes.
Par l'extrémité libre des barreaux 12, c'est- à-dire par l'extrémité opposée à la poulie d'entraînement 10, sont introduits des porte-couteaux 42 à raison d'un portecouteau entre deux barreaux voisins, ce que montre en
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10 particulier la figure 1. Dans le mode de réalisation représente, les barreaux 12 utilisés ont une section droite carrée à arêtes 44 adoucies. Ces barreaux sont disposés par
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rapport à l'axe du tambour de façon que leur arête 44' située à l'intérieur soit dirigée vers l'axe du tambour et que le prolongement de la ligne de jonction entre cette arête 44'et l'arête opposée passe par l'axe du tambour.
Les arêtes 44"qui sont dirigées sensiblement l'une vers l'autre de deux barreaux 12 voisins, sont enveloppées par des parties du porte-couteaux 42 comportant un évidement prismatique 46, de sorte qu'une face 48 de cet évidement prismatique 46 recouvre en partie la surface 50 plane, dirigée en oblique vers l'extérieur, du barreau 12 en question.
L'autre face 52 de l'évidement prismatique 46 s'applique pour l'essentiel contre l'ensemble de la surface 54 plane dirigée en oblique vers l'intérieur du barreau 12 ; cette surface 48 n'entre pas en contact avec la surface 50 lorsque le coupe-racines à tambour est en fonctionnement ; sous l'effet des forces de coupe et de la force centrifuge, le porte-couteaux 42 est appuyé par sa surface 52 contre la surface 54 plane du barreau 12 considéré, la totalité des forces produites étant transmises aux barreaux par le contact des surfaces. Grâce à ce positionnement particulier des barreaux, la force résultante agit sensiblement en sens perpendiculaire à la surface de contact entre le porte-couteaux et un barreau.
Dans la zone séparant un barreau de l'autre recevant un porte-couteau 42 se trouve sur ce dernier une butée d'appui antérieure 56 réalisée pour servir aussi de pièce d'usure et, du côté de l'autre barreau, est disposé un couteau 58 qui est dirigé approximativement dans le sens circonférentiel et dont le tranchant 60 se trouve à une distance déterminée en arrière de la butée d'appui antérieure 56.
La butée d'appui 56 est réglable en position
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au moyen d'une cale de réglage 62 (figure 1) ; elle est fixée au porte-couteaux 42 au moyen d'une vis de fixation 64 et d'un écrou 65 se trouvant dans cette butée 56.
Chaque couteau 58 est immobilisé dans le portecouteaux 42, à la position voulue, par des vis de serrage 66 et une plaque de serrage 68 ; ce couteau qui est un couteau Königsfeld, contre-coudé, non incurvé, est réajustable en sens longitudinal grâce a un trou oblong 70 prévu dans la zone de la vis de serrage.
Ainsi qu'il a déjà été dit, la plaque de serrage 68 est une pièce d'usure interchangeable et, à cet effet, elle est munie au delà du bord arrière 72 du couteau 58 d'un prolongement 74 dirigé vers l'arrière qui recouvre non seulement la partie libre du barreau 12 mais également une certaine partie du porte-couteau 42 voisin qui n'est pas recouverte par la butée d'appui antérieure 56 qui se trouve également à cet endroit et qui est également une pièce d'usure. Ce prolongement arrière 74 de la plaque de serrage 68 est soutenu, au moyen d'une cheville 76 fixée dans le porte-couteau, au moins contre les forces agissant de l'intérieur ; cette cheville est retenue par encastrement dans un évidement 78 du prolongement arrière 74 de la plaque de serrage 68.
On peut voir sur la figure 2 que, dans le sens axial, sont disposées, les unes à la suite des autres, trois plaques de serrage 68 et par conséquent aussi les couteaux correspondants. On voit aussi que, pour limiter en sens transversal l'espace intérieur 30, sont montées sur le porte-couteaux des réglettes d'usure 80 qui, comme on le voit en particulier sur la figure 1, recouvrent en les chevauchant le barreau 12 correspondant et le porte-couteaux voisin dans la même mesure que le prolongement arrière 74 de la plaque de serrage correspondante 68, c'est-à-dire jusqu'à la butée d'appui antérieure 56 associée au porte- - couteaux voisin.
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Les porte-couteaux introduits entre deux barreaux doivent encore être bloqués en sens axial lorsqu' ils ont été mis en place. Comme le montre en particulier la figure 1, ce blocage s'effectue au moyen de leviers de verrouillage 82, qui sont poussés en position de verrouillage par un ressort 84 et qui peuvent pivoter autour d'un axe 86. Un bec de verrouillage 88 du levier de verrouillage s'engage derrière un disque ou une plaque 89, visible notamment sur la figure 3, placée en face de la face extrême de deux barreaux au moins, qui est fixée à l'aide de deux douilles d'écartement 90 contre la face extrême 92 du porte-couteaux et qui, pour assurer le blocage en sens axial, est disposée devant la face extrême du porte-couteaux intéressé. L'axe 86 du levier de verrouillage 82 est monté sur l'anneau de stabilisation 21 sur laquelle il est retenu au moyen d'un écrou 94.
Le disque ou la plaque 89 est disposé avec sa surface intérieure 96 située à une distance a de la face extrême 92 donnant ainsi naissance à un évidement destiné à recevoir le bec de verrouillage. Lorsque celui-ci entre dans cet évidement, il vient heurter la douille d'écartement 90. Quand il n'y a pas de porte-couteaux entre les barreaux, le bec de verrouillage bute contre le barreau 12 correspondant.
Bien que cela ne soit pas représente, il peut être prévu des émetteurs de signaux associés aux leviers de verrouillage, qui signalent la position de ce levier de verrouillage et qui confirment par conséquent le verrouillage effectif des porte-couteaux lorsque ceux-ci sont en place.
Sur la face extrême du porte-couteaux 42 sur laquelle sont disposés le disque ou la plaque 89 et les douilles d'écartement 90, c'est-à-dire du côté de la face frontale du tambour où s'effectue le verrouillage en sens axial du porte-couteaux, se trouve également une surface de butée 96 pour les couteaux 58, de sorte que la tolérance dans le positionnement en sens axial des couteaux est très
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faible. Ceci permet d'observer des tolérances réduites dans le montage des couteaux, en sens axial. Cet avantage a une importance particulière lorsqu'il y a alternance dans le sens circonférentiel de couteaux qui sont décalés dans le sens axial du tambour d'un demi-pas des pointes du couteau, en vue d'obtenir des cossettes d'une forme déterminée voulue.
Grâce à ces tolérances étroites, le décalage en question peut être observé aussi exactement que possible.