BE1019162A3 - APPARATUS COMPRISING A DRUM PROVIDED WITH TOOLS AND MOBILE TERRESTRIAL DEVICE CARRYING SUCH AN APPARATUS - Google Patents
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Abstract
Appareil comprenant un tambour (7,12) muni d'outils et couplé à un moteur électrique dont le rotor est solidarisé au tambour et le stator (14,15) est logé dans le tambour. Engin terrestre mobile comprenant un châssis (1) qui est monté sur des roues ou des chenilles (2) et qui porte un tel appareil.Apparatus comprising a drum (7,12) fitted with tools and coupled to an electric motor, the rotor of which is secured to the drum and the stator (14,15) is housed in the drum. Mobile land vehicle comprising a frame (1) which is mounted on wheels or tracks (2) and which carries such an apparatus.
Description
Appareil comprenant un tambour muni d'outils et engin terrestre mobile portant un tel appareilApparatus comprising a drum equipped with tools and mobile land vehicle carrying such apparatus
Domaine de l'invention L'invention se rapporte aux appareils industriels rotatifs, du type comprenant un tambour portant des outils à sa périphérie.Field of the Invention The invention relates to rotary industrial apparatus, of the type comprising a drum carrying tools at its periphery.
Elle concerne tout spécialement des appareils rotatifs à tambour, utilisés sur des machines terrestres mobiles telles que des engins utilisés dans l'industrie extractive, pour les travaux de génie civil et en agriculture.It is especially concerned with rotating drum machines, used on mobile land machines such as machines used in the extractive industry, for civil engineering works and in agriculture.
L'invention concerne aussi des engins terrestres mobiles (tels que des engins de chantiers industriels ou des machines agricoles), portant un tel appareil.The invention also relates to mobile land vehicles (such as industrial construction machines or agricultural machinery), carrying such a device.
Etat de la techniqueState of the art
Dans l'industrie agricole, on trouve régulièrement des appareils rotatifs à tambour sur des machines agricoles automotrices telles que les moissonneuses -batteuses (sur lesquelles ils sont utilisés pour le battage des céréales), ou les machines pour la récolte des foins et fourrages (sur lesquelles ils servent au hachage et au débitage des plants et herbes fauchés et récoltés).In the agricultural industry, rotary drum machines are regularly found on self-propelled agricultural machinery such as harvesters (on which they are used for threshing cereals), or hay and forage harvesting machines (on which they are used for chopping and debiting cut and harvested plants and grasses).
Dans ces machines agricoles connues, l'appareil rotatif servant au battage des céréales ou au traitement des foins ou fourrages comprend généralement un tambour horizontal portant, à sa périphérie, des outils adaptés à la fonction recherchée [par exemple des marteaux dans le cas du battage des céréales ; des couteaux dans le cas de hacheurs de foins, d'herbes ou de fourrages (par exemple du maïs) ; une vis d'Archimède disposée horizontalement sur le tambour, pour le ramassage de récoltes ou d'amendements].In these known agricultural machines, the rotary apparatus for threshing grain or the treatment of hay or fodder generally comprises a horizontal drum carrying, at its periphery, tools adapted to the desired function [eg hammers in the case of threshing cereals ; knives in the case of haymakers, grasses or fodder (eg maize); an Archimedean screw placed horizontally on the drum, for harvesting crops or amendments].
Ces machines agricoles connues sont mues par un moteur à combustion interne (habituellement un moteur Diesel) et l'entraînement du tambour est assuré par l'intermédiaire d'un ensemble complexe de courroies et de poulies, raccordé au moteur à combustion interne.These known agricultural machines are driven by an internal combustion engine (usually a diesel engine) and the drum drive is provided through a complex set of belts and pulleys, connected to the internal combustion engine.
Le mode d'entraînement des appareils rotatifs à tambour constitue un handicap majeur de ces machines agricoles connues. Plus particulièrement, l'usage de courroies de transmission réduit de manière notoire le rendement énergétique de la machine et, par voie de conséquence, sa rentabilité. Il s'agit par ailleurs d'une construction complexe, sujette à de fréquentes pannes par la détérioration (voire le bris) de courroies, dont l'entretien ou le remplacement est délicat et difficile et doit être fait en atelier, ce qui soumet la machine à une immobilisation de longue durée.The drive mode of rotating drum machines constitutes a major handicap of these known agricultural machines. More particularly, the use of transmission belts significantly reduces the energy efficiency of the machine and, consequently, its profitability. It is also a complex construction, subject to frequent breakdowns by the deterioration (or even breakage) of belts, which maintenance or replacement is difficult and difficult and must be done in the workshop, which subjects the machine to a long-term immobilization.
La transmission par poulies et courroies présente l'inconvénient supplémentaire d'un encombrement important sur la machine, ce qui réduit d'autant les dimensions effectives du tambour et, par voie de conséquence, sa productivité.The transmission by pulleys and belts has the additional disadvantage of a large footprint on the machine, which reduces the effective dimensions of the drum and, consequently, its productivity.
Ce type de montage génère souvent des éléments intermédiaires entre moteur et récepteur, augmentant les pertes de rendement.This type of assembly often generates intermediate elements between motor and receiver, increasing yield losses.
Résumé de l'invention L'invention vise à remédier aux inconvénients et désavantages exposés ci-dessus.Summary of the Invention The invention aims to overcome the disadvantages and disadvantages set forth above.
L'invention vise plus particulièrement à fournir un appareil industriel rotatif du type comprenant un tambour muni d'outils, dont l'encombrement est réduit.The object of the invention is more particularly to provide a rotary industrial apparatus of the type comprising a drum equipped with tools, whose size is reduced.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un appareil à tambour de ce type, dans lequel l'entraînement du tambour est autonome.Another object of the invention is to provide a drum apparatus of this type, wherein the drum drive is autonomous.
L'invention vise aussi à fournir un engin industriel mobile équipé d'un appareil du type défini plus haut, dans lequel la productivité de l'appareil est améliorée et son entretien simplifié.The invention also aims to provide a mobile industrial machine equipped with a device of the type defined above, in which the productivity of the apparatus is improved and its maintenance simplified.
En conséquence, l'invention concerne un appareil comprenant un tambour muni d'outils et couplé à un moteur, l'appareil se caractérisant en ce que le moteur comprend un moteur électrique avec un rotor et un stator, le rotor étant solidarisé au tambour et le stator étant logé dans le tambour.Consequently, the invention relates to an apparatus comprising a drum equipped with tools and coupled to a motor, the apparatus being characterized in that the motor comprises an electric motor with a rotor and a stator, the rotor being secured to the drum and the stator being housed in the drum.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Dans l'appareil selon l'invention, les outils portés par le tambour vont dépendre de la destination de l'appareil et doivent être sélectionnés dans chaque cas particulier par l'homme du métier. Ils peuvent par exemple comprendre des marteaux dans le cas d'un broyeur ou d'un concasseur de matières rocheuses ou de débris de construction, des couteaux ou des marteaux dans le cas d'un broyeur ou d'un hacheur de végétaux, des lattes de battage dans le cas d'une batteuse de céréales ou une ou plusieurs vis d'Archimède dans le cas d'un appareil destiné à être monté sur une machine agricole pour le ramassage de matière sur un champs de culture (récolte, boue ou amendement solide, par exemple).In the apparatus according to the invention, the tools carried by the drum will depend on the destination of the apparatus and must be selected in each particular case by the skilled person. They may for example include hammers in the case of a crusher or rock crusher or construction debris, knives or hammers in the case of a grinder or a chopper of plants, slats threshing in the case of a cereal thresher or one or more Archimedean screws in the case of an apparatus intended to be mounted on an agricultural machine for the collection of material on a crop field (harvest, mud or amendment solid, for example).
Les dimensions du tambour et des outils vont dépendre de la destination de l'appareil et de la productivité recherchée et doivent dès lors être déterminées dans chaque cas particulier par l'homme du métier.The dimensions of the drum and the tools will depend on the destination of the apparatus and the desired productivity and must therefore be determined in each particular case by the skilled person.
Dans l'appareil selon l'invention, le tambour est entraîné par un moteur. Conformément à l'invention, le moteur comprend un moteur électrique de conception particulière, dont le rotor est solidarisé au tambour et dont le stator est logé dans le tambour. En d'autres termes, les constituants (électro)magnétiques du rotor sont fixés à la face interne du tambour, autour du stator qui est disposé axialement à l'intérieur dudit tambour.In the apparatus according to the invention, the drum is driven by a motor. According to the invention, the motor comprises an electric motor of particular design, whose rotor is secured to the drum and whose stator is housed in the drum. In other words, the (electro) magnetic components of the rotor are fixed to the internal face of the drum, around the stator which is arranged axially inside said drum.
Le moteur peut être un moteur à courant continu ou un moteur à courant alternatif. Dans le cas d'un moteur à courant alternatif, celui-ci peut être indifféremment un moteur classique à balais, un moteur synchrone ou un moteur asynchrone. On peut aussi faire usage d'un moteur à réluctance variable ou d'un moteur à aimants permanents. La sélection du type de moteur le plus adéquat va dépendre de la destination de l'appareil et de ses dimensions.The motor may be a DC motor or an AC motor. In the case of an AC motor, it can be indifferently a conventional brush motor, a synchronous motor or an asynchronous motor. It is also possible to use a variable reluctance motor or a permanent magnet motor. The selection of the most suitable motor type will depend on the destination of the device and its dimensions.
L'appareil selon l'invention trouve une application spécialement avantageuse sur des engins terrestres mobiles, tels que ceux habituellement utilisés dans des halls industriels, des carrières, des mines souterraines ou à ciel ouvert ou des chantiers routiers (liste exemplative, non exhaustive). Des exemples d'appareils conformes à l'invention comprennent les concasseurs, les broyeurs et les malaxeurs de matériaux solides tels que, par exemple, des roches extraites d'une carrière, des minerais, des produits industriels manufacturés ou des débris de construction (liste exemplative, non exhaustive).The apparatus according to the invention finds a particularly advantageous application on mobile land vehicles, such as those usually used in industrial halls, quarries, underground or open-cast mines or roadworks (illustrative list, not exhaustive). Examples of apparatus according to the invention include crushers, grinders and kneaders of solid materials such as, for example, quarried rocks, ores, manufactured industrial products or construction debris (list illustrative, non-exhaustive).
L'appareil selon l'invention trouve une application toute particulière sur des engins agricoles, tels que des moulins de céréales, des moissonneuses-batteuses, des hacheuses de fourrages ou des effeuilleuses de betteraves (liste exemplative, non exhaustive).The apparatus according to the invention finds particular application on agricultural machines, such as cereal mills, combine harvesters, forage choppers or beet strippers (illustrative list, not exhaustive).
L'invention concerne dès lors également un engin terrestre mobile comprenant un châssis monté sur des roues ou des chenilles, ledit engin se caractérisant en ce que le châssis porte un appareil conforme à l'invention, tel que défini plus haut.The invention therefore also relates to a mobile land vehicle comprising a frame mounted on wheels or tracks, said machine being characterized in that the frame carries an apparatus according to the invention, as defined above.
L'engin selon l'invention comprend nécessairement, sur le châssis, une source autogène d'électricité pour alimenter le moteur électrique de l'appareil. Cette source d'électricité n'est pas critique pour la définition de l'invention et, en fonction du type de moteur utilisé, elle peut être une source de courant continu ou une source de courant alternatif. Des exemples de sources d'électricité utilisables sur l'engin selon l'invention comprennent les batteries, les piles à combustibles et les générateurs d'électricité (liste exemplative, non exhaustive). Dans la suite du présent mémoire, on entend désigner par l'expression « générateur d'électricité » un dispositif conçu pour transformer une énergie mécanique ou thermique en énergie électrique. Les dynamos (ou génératrices de courant continu) et les alternateurs (ou génératrices de courant alternatif) sont des exemples de générateurs d'électricité dans le sens du présent mémoire.The machine according to the invention necessarily comprises, on the chassis, an autogenous source of electricity to power the electric motor of the apparatus. This source of electricity is not critical for the definition of the invention and, depending on the type of motor used, it may be a DC source or an AC source. Examples of sources of electricity usable on the machine according to the invention include batteries, fuel cells and electricity generators (illustrative list, not exhaustive). In the rest of this specification, the term "electricity generator" is intended to denote a device designed to transform a mechanical or thermal energy into electrical energy. Dynamos (or DC generators) and alternators (or alternating current generators) are examples of generators of electricity in the sense of the present specification.
Selon l'application à laquelle il est destiné, l'engin selon l'invention peut être un engin chenillé ou non.Depending on the application for which it is intended, the machine according to the invention may be a tracked machine or not.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la fixation de l'appareil au châssis de l'engin est amovible. Cette forme de réalisation de l'invention facilite l'entretien de l'appareil. Elle présente l'avantage supplémentaire d'augmenter la polyvalence de l'engin, qui peut de la sorte être adapté à plusieurs types d'appareils de conceptions différentes, destinés chacun pour une fonction technique bien définie.In a preferred embodiment of the invention, the attachment of the apparatus to the frame of the machine is removable. This embodiment of the invention facilitates the maintenance of the apparatus. It has the additional advantage of increasing the versatility of the machine, which can thus be adapted to several types of devices of different designs, each intended for a well-defined technical function.
L'engin selon l'invention peut être conçu pour être tracté au moyen d'un tracteur automobile ou d'une bête de somme.The machine according to the invention can be designed to be towed by means of a car tractor or a pack animal.
On préfère néanmoins, selon une forme de réalisation particulière de l'invention, que l'engin soit automobile et mû par un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel ou une turbine à gaz.However, it is preferred, according to a particular embodiment of the invention, that the vehicle is automobile and driven by an internal combustion engine, for example a diesel engine or a gas turbine.
Dans cette forme de réalisation préférée de l'engin selon l'invention, le moteur électrique de l'appareil est avantageusement connecté à un générateur d'électricité monté sur le châssis et entraîné par le moteur à combustion interne, par exemple une génératrice de courant continu ou un alternateur.In this preferred embodiment of the machine according to the invention, the electric motor of the apparatus is advantageously connected to an electricity generator mounted on the chassis and driven by the internal combustion engine, for example a current generator. continuous or alternator.
Dans une première forme de réalisation de l'engin selon l'invention, celui-ci est un engin industriel destiné à être utilisé dans l'enceinte d'une usine manufacturière ou sur un chantier, par exemple le carreau d'une mine ou d'une carrière. Dans cette forme de réalisation particulière de l'engin selon l'invention, l'appareil qu'il porte est destiné au traitement mécanique d'une matière minérale extraite de la mine ou de la carrière (par exemple du charbon ou un minerai) et peut par exemple comprendre un concasseur, un broyeur ou un malaxeur.In a first embodiment of the machine according to the invention, it is an industrial machine intended to be used in the enclosure of a manufacturing plant or on a building site, for example the tile of a mine or 'a career. In this particular embodiment of the machine according to the invention, the apparatus it carries is intended for the mechanical treatment of a mineral material extracted from the mine or the quarry (for example coal or an ore) and can for example include a crusher, a grinder or a kneader.
Dans une deuxième forme de réalisation de l'engin selon l'invention, celui-ci est destiné à être utilisé sur un chantier de génie civil, par exemple un chantier de construction ou un chantier routier. Dans cette forme de réalisation de l'engin selon l'invention, l'appareil qu'il porte peut comprendre un concasseur de débris de construction ou un malaxeur de matériaux de construction tels que des composants d'un mortier ou d'un béton.In a second embodiment of the machine according to the invention, it is intended to be used on a construction site, for example a construction site or a road construction site. In this embodiment of the machine according to the invention, the apparatus it carries may comprise a construction debris crusher or a kneader of construction materials such as components of a mortar or concrete.
Dans une troisième forme de réalisation de l'engin selon l'invention, qui est préférée, celui-ci est une machine agricole destinée à être exploitée sur un terrain agricole. Dans cette forme de réalisation préférée de l'engin selon l'invention, l'appareil qu'il porte peut avantageusement être sélectionné parmi les batteurs ou les moulins de céréales (spécialement le froment et le mais), les hacheurs de végétaux [foin, fourrage (par exemple maïs)], les broyeurs-débiteurs de déchets verts, les concasseurs-broyeurs de branches. Cette forme de réalisation de l'invention est spécialement appliquée aux récolteuses-hacheuses pour la récolte du fourrage.In a third embodiment of the machine according to the invention, which is preferred, it is an agricultural machine intended to be operated on agricultural land. In this preferred embodiment of the machine according to the invention, the apparatus it carries can advantageously be selected from drummers or mills cereals (especially wheat and corn), vegetable choppers [hay, fodder (eg maize)], green waste-shredders, crushers-shredders. This embodiment of the invention is especially applied to forage harvesters for forage harvesting.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, l'engin comprend une armature articulée à son châssis et l'appareil est fixé sur cette armature. Cette forme de réalisation de l'invention est conçue pour que les outils de l'appareil soient adaptés à exercer leur fonction sur un matériau solide recouvrant le sol, directement sur celui-ci. Elle trouve notamment une application pour le malaxage de produits industriels granuleux ou pulvérulents, déversés en vrac sur le sol d'un chantier (par exemple des graviers et des liants), pour le concassage de débris de construction déversés en vrac sur le sol ou pour le hachage ou le débitage d'herbes ou de plantes herbacées directement à la surface d'un champs de culture.In a particular embodiment of the invention, the machine comprises an armature hinged to its frame and the apparatus is fixed on this frame. This embodiment of the invention is designed so that the tools of the apparatus are adapted to perform their function on a solid material covering the ground, directly on it. It finds particular application for the mixing of granular or powdery industrial products, dumped in bulk on the floor of a building site (for example gravel and binders), for the crushing of construction debris dumped in bulk on the ground or for the chopping or debiting of grasses or herbaceous plants directly on the surface of a crop field.
Brève description des figuresBrief description of the figures
Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des figures annexées.Particularities and details of the invention will appear in the course of the following description of the appended figures.
La figure 1 est une vue schématique d'une moissonneuse-batteuse conforme à l'invention, comprenant un batteur de céréales conforme à l'invention ;Figure 1 is a schematic view of a combine harvester according to the invention, comprising a cereal beater according to the invention;
La figure 2 montre en section transversale, le batteur de céréales de la machine de la figure 1 ; etFigure 2 shows in cross section, the cereal drummer of the machine of Figure 1; and
La figure 3 est une vue schématique en élévation d'une machine d'ensilage conforme à l'invention, comprenant un organe de hachage de fourrage, conforme à 1'invention.Figure 3 is a schematic elevational view of a silage machine according to the invention, comprising a forage chopper according to the invention.
Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.In these figures, the same reference notations designate identical elements.
Description détaillée de modes de réalisation particuliersDetailed description of particular embodiments
La moissonneuse-batteuse représentée à la figure 1 sert à la récolte de céréales, par exemple du froment ou du maïs. De manière connue, elle comprend, sur un châssis 1 monté sur quatre roues 2, un rabatteur 3, une vis d'alimentation 4 et un convoyeur 5. Le convoyeur 5 est du type à chaîne 6 et débouche au-dessus d'un système de battage 7. Le système de battage 7 est suivi d'une succession de deux convoyeurs à chaînes 8 et 9 débouchant dans un réservoir à grains 10. La machine de la figure 1 comprend en outre un moteur du type Diesel, non représenté, pour la mouvoir. Le rabatteur 3, la vis 4 et les convoyeurs 5, 8 et 9 sont couplés au moteur Diesel de manière conventionnelle, au moyen d'un système de transmission bien connu en soi, non représenté. Le châssis de la machine porte en outre un générateur d'électricité (non représenté) couplé au moteur Diesel, par exemple un alternateur ou une génératrice de courant continu. Le châssis de la machine porte en outre une cabine de pilotage 11 pour un opérateur.The combine harvester shown in Figure 1 is used to harvest cereals, for example wheat or corn. In known manner, it comprises, on a chassis 1 mounted on four wheels 2, a reel 3, a feed screw 4 and a conveyor 5. The conveyor 5 is of the chain type 6 and opens above a system The threshing system 7 is followed by a succession of two chain conveyors 8 and 9 opening into a grain tank 10. The machine of FIG. 1 further comprises a diesel type engine, not shown, for to move it. The reel 3, the screw 4 and the conveyors 5, 8 and 9 are coupled to the diesel engine in a conventional manner, by means of a well-known transmission system per se, not shown. The frame of the machine also carries an electricity generator (not shown) coupled to the diesel engine, for example an alternator or a direct current generator. The frame of the machine also carries a cockpit 11 for an operator.
Le système de battage comprend des cylindres 7 portant à leur périphérie des lattes de battage (non représentées).The threshing system comprises cylinders 7 carrying at their periphery threshing slats (not shown).
Un des cylindres 7 du système de battage est mieux représenté à la figure 2. Conformément à l'invention, le cylindre 7 est creux et constitue le rotor d'un moteur synchrone. A cet effet, sa face intérieure est tapissée d'une couronne de plaques magnétiques longitudinales 13 régulièrement espacées les unes des autres. Le stator du moteur synchrone est logé à 1'intérieur de la couronne 13. Il comprend quatre bras 14 supportant une couronne de bobinages 15. Le nombre de bras 14 n'est pas critique pour la définition de l'invention. En variante, les bras 14 pourraient être remplacés par un flasque. Les bobinages 15 sont situés à proximité immédiate de la couronne de plaques magnétiques 13, ménageant ainsi un entrefer de faible épaisseur. Les bobinages 15 du stator sont couplés au générateur d'électricité précité, par l'intermédiaire d'un circuit électrique (non représenté).One of the cylinders 7 of the threshing system is better represented in FIG. 2. According to the invention, the cylinder 7 is hollow and constitutes the rotor of a synchronous motor. For this purpose, its inner face is lined with a ring of longitudinal magnetic plates 13 regularly spaced from each other. The stator of the synchronous motor is housed inside the ring 13. It comprises four arms 14 supporting a winding ring 15. The number of arms 14 is not critical for the definition of the invention. Alternatively, the arms 14 could be replaced by a flange. The coils 15 are located in the immediate vicinity of the ring of magnetic plates 13, thus providing a gap of small thickness. The windings 15 of the stator are coupled to the aforementioned electricity generator, via an electrical circuit (not shown).
La machine agricole schématisée à la figure 3 est une machine pour l'ensilage de produits végétaux, spécialement du maïs. Elle comprend, sur un châssis 1 monté sur quatre roues 2, un dispositif 16 de récolte des plants de mais, suivi d'un convoyeur à vis 17 vers un organe 18 de hachage des plants. L'organe de hachage 18 sert à découper les tiges et les épis de maïs en fragments. Il comprend à cet effet, de manière connue, une série de couteaux 19 uniformément répartis à la périphérie d'un tambour horizontal 12 et coopérant avec une lame affûtée fixe 21. Un convoyeur 22, situé en aval du tambour 12, sert au transfert de la matière végétale hachée vers une goulotte de déchargement orientable 23. Des informations complémentaires sur la constitution des éléments connus de la machine sont accessibles notamment dans les documents FR-2 651 958 et US-2003/0037527.The agricultural machine shown schematically in Figure 3 is a machine for silage plant products, especially corn. It comprises, on a chassis 1 mounted on four wheels 2, a device 16 for harvesting maize plants, followed by a screw conveyor 17 to a member 18 for chopping the plants. The chopper 18 serves to cut the stalks and ears of corn into fragments. It comprises for this purpose, in known manner, a series of knives 19 uniformly distributed at the periphery of a horizontal drum 12 and cooperating with a stationary sharp blade 21. A conveyor 22, located downstream of the drum 12, serves for the transfer of the vegetable matter chopped to a steerable discharge chute 23. Additional information on the constitution of the known elements of the machine are accessible in particular in the documents FR-2 651 958 and US-2003/0037527.
Selon l'invention, le tambour horizontal 12 est conforme au cylindre 7 décrit plus haut et schématisé à la figure 2.According to the invention, the horizontal drum 12 is in accordance with the cylinder 7 described above and shown schematically in FIG.
Claims (15)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20130131 |