Machine pour le traitement des sols et sous-sols.
La présente invention se réfère aux machines qui sont destinées à pratiquer des séries de trous dans le sol et à déposer ou à injecter dans chaque trou une dose déterminée d'une substance qui peut être, par exemple, un engrais ou une solution fertilisante.
Des machines connues de ce genre comprennent un chariot destiné à se déplacer d'un mouvement continu et portant des pals qui sont actionnés en fonction du déplacement dudit chariot, de manière à s'enfoncer dans le sol et en ressortir correctement.
Le mécanisme desdites machines est quelque peu compliqué étant donné surtout les conditions peu favorables dans lesquelles il est appelé à fonctionner.
Suivant la présente invention, on a recours à des moyens beaucoup plus simples, tout en assurant aux pals un enfoncement et un retrait pratiquement corrects.
La machine suivant l'invention est carac térisée en ce que les pals sont articulés librement à une pièce tournant sur un axe horizontal en fonction du déplacement du chariot, ces pals étant disposés en des points dont la vitesse linéaire de rotation est égale à la vitesse de déplacement du chariot, la distance au sol de l'axe de rotation de ladite pièce tournante étant telle que la pointe de chaque pal vient attaquer le sol au pied de la verticale que rencontrera ledit axe lorsque le pal sera enfonce au maximum.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue d'ensemble de la machine, en perspective.
La fig. 2 montre, en plan, les résultats obtenus avec divers genres de disposition relative des pals.
La fig. 3 est une vue en élévation latérale correspondant à la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale par un plan longitudinal médian.
La fig. 5 est une coupe suivant V-V de la fig. 4.
La fig. 6 montre, en coupe axiale, un dé- tail de la fig. 5.
La fig. 7 montre un schéma du mécanisme de commande des pals.
La fig. 8 montre un mécanisme auxiliaire.
La fig. 9 montre de profil, à plus grande échelle, un détail de la fig. 8.
Les fig. 10,11 et 12 indiquent différentes formes d'exécution des pals, en vue d'utilisations diverses.
La fig. 13 est une coupe longitudinale, par r un plan vertical médian, d'une machine suivant l'invention, destinée à mettre en oeuvre des matières granuleuses.
La fig. 14 montre, de face, un détail de la fig. 13.
La fig. 15 montre, schématiquement et de face, la disposition d'un des pals.
Les fig. 16 et 17 sont des vues de détail d'un pal, respectivement de profil et en coupe suivant XVII-XVII de la fig. 16.
Les fig. 18 à 21 sont relatives à un dispositif d'embrayage utilisable sur une machine suivant l'invention. La fig. 18 montre, plus ou moins schématiquement, l'ensemble du dispositif, en plan. Les fig. 19 à 21 montrent des détails, de face.
Telle que la représente les fig. 1 à 12 du dessin, la machine comprend un châssis 1 portant de part et d'autre des fusées pour deux roues 2-2cl et des supports 3-3 recevant un arbre tubulaire fixe 4, sur lequel tourne fou un tambour 5. Le. châssis 1 peut être, par exemple, muni de limons, pour y atteler un animal de trait. Une de ses roues 2a est solidaire d'une roue dentée 6 qui est reliée par une chaîne sans fin 7 à une roue analogue 8 qui est solidaire du tambour 5. Ce dernier tourne donc sur lui-même en fonction de l'avancement du chariot 1.
Le tambour 5 porte une série de chapes 9, réparties sur sa périphérie et sur sa largeur.
Sur chaeune de ces chapes est montée une patte 10 qui porte un pal 11, et qui est solidaire d'un arbre 12, respectivement 13, parallèle à l'axe du tambour 5. Le nombre des pals 11 que porte le tambour 5 et la disposition relative de ces pals peuvent varier.
Suivant la fig. 1, un pal situé, vers le milieu de la largeur du tambour 5, sur un arbre 12, alterne avec un groupe de deux pals situés à égale distance du milieu de la largeur du tambour, sur un arbre 13, décalé d'un quart de tour par rapport à l'arbre 12, autour de l'axe du tambour.
Avec une telle disposition, des pals, un quart de tour du tambour correspond alternativement à l'enfoncement simultané de deux pals situés chacun vers une extrémité dudit tambour et à l'enfoncement d'un pal situé au milieu de la largeur de ce tambour. C'est ce que montre la partie supérieure de la fig. 2.
(La machine se déplaçant dans le sens de la flèche F.)
Les. chapes 9 pourraient aussi être disposées alternativement vers une extrémité et vers l'autre du tambour 5, chacun des arbres 12 et 13 ne portant qu'un pal. On obtiendrait alors dans le sol deux lignes de trous disposés en quinconce (partie médiane de la fig. 2).
Les arbres 12 et 13 pourraient aussi porter chacun deux pals, avec un écartement uniforme, les pals de l'un étant décalés par rapport à ceux de l'autre d'une longueur égale à la moitié dudit écartement. On obtiendrait ainsi dans le sol quatre lignes de trous disposés en quinconce deux à deux, comme le montre la partie inférieure de la fig. 2.
Du côté de la roue 2, les arbres 12 et 13 portent chacun une pièce de forme générale triangulaire 14 (fig. 7), fixée vers un de ses sommets à l'arbre correspondant. Vers ses deux autres sommets, la pièce 14 porte des galets 1515'. (Des galets sont destinés à rou- ler sur une came fixe 16 pour une partie d'un tour du tambour 5. Lorsque les pals sont sortis du sol, ils retombent vers l'arrière de la machine, par 1'effet de leur propre poids.
Mais lorsqu'un arbre porte-pals arrive vers le point culminant de son parcours, le galet 15 correspondant à cet arbre aborde la came fixe 16, ce qui a pour effet de faire pivoter le pal vers l'avant. A partir de ce moment, les deux galets 1515'sont en contact avee la came 16. La suite du mouvement du châssis 1, conjointement à la rotation du tambour 5, provoque l'enfoncement progressif des pals dans le sol, puis les en extrait progressivement. A la fin de leur extraction, ils ont le même degré d'inclinaison qu'au début de l'enfoncement, mais en sens inverse.
A sa naissance, la came 16 présente une partie 17 s'articulant en 18, à la manière d'un volet ou clapet. Quand ce volet est effacé, les galets 1515'des arbres porte-pals échappent à la came 16 et roulent sur un guide circu- laire 16'centré sur l'axe du tambour 5. Les
pals conservent ainsi leur position effacée originelle, pendant un tour complet du tambour 5, et passent au-dessus du sol sans pouvoir s'y enfoncer.
Le volet 17 est manoeuvré au moyen d'un levier 19 (fig. 8) par l'intermédiaire d'une tringle 20. Une autre tringle 21 est liée au levier 19. Elle est formée de deux tronçons pouvant coulisser sur une certaine longueur l'un par rapport à l'autre en comprimant un ressort 22. Cette tringle est attelée, au moyen d'un levier à fourchette 23, à la noix coulissante 24 d'un embrayage à clabots dont la contre-partie est solidaire de la roue 2 du chariot.
Grâce à ces dispositions, la manoeuvre du levier 19 permet d'actionner d'abord le clapet 17 dans le sens de l'ouverture et de provoquer seulement ensuite le débrayage.
Dans 1'exemple représenté, le châssis rou- lant 1 porte deux réservoirs 25-26, un vers chaque extrémité. Chacun de ces réservoirs est muni d'un agitateur, sous la forme de ca- dres 27-28 qui sont susceptibles d'osciller chacun sur un arbre horizontal. Chaque arbre porte une manivelle extérieure 29-30 qui est liée par une bielle 31, respectivement 32, à une autre manivelle 33. Celle-ci est montée sur un arbre 34, entraîné par une chaîne sans fin 35 à partir du tambour 5.
Ce même arbre 34 porte une seconde manivelle 36 qui commande par bielle les pistons de deux pompes à double effet 37 décalées de 90 l'une par rapport à l'autre. Telles que représentées, ces deux pompes aspirent un liquide dans les réservoirs 25-26 par une conduite commune 38. Elles refoulent l'une et l'autre ce liquide dans l'arbre creux 4 du tambour 5.
A l'intérieur du tambour 5, l'arbre 4 traverse trois flasques équidistants, tels que 39 (fig. 5), qui sont solidaires dudit tambour.
Les flasques extrêmes portent les chapes 9 auxquelles s'articulent les pals solidaires des arbres 13, le flasque intermédiaire porte les chapes auxquelles s'articulent les pals solidaires des arbres 12. Le moyeu de chacun des flasques 39 est percé de deux conduits opposés dans un plan diamétral. Ces conduits sont raccordés à des tuyaux 40 qui sont réunis, par une partie flexible, chacun à un téton perforé 41 (fig. 6) débouchant dans une perforation axiale d'un pal.
A l'intérieur du moyeu de chaque flasque 39, l'arbre 4 est percé, sur sa génératrice infé- rieure, d'un trou dans le plan des orifices par lesquels les conduits 40 débouchent à 1'intérieur du moyeu du flasque. Il en résulte que ce trou est mis alternativement en communcation avec chaque conduit 40 pendant l'en- foncement et le retrait du pal correspondant.
Les pompes 37 sont entraînées à la même vitesse angulaire que le tambour 5. Elles sont décalées entre elles d'un quart de tour dans leur fonctionnement, et le piston de chacune d'elles atteint son maximum de vitesse (cor- respondant au débit instantané maximum), respectivement lorsque le pal d'un arbre 12 et lorsque les pals d'un arbre 13 arrivent à la fin de leur enfoncement dans le sol.
D'après les fig. 1 à 7, il s'agit d'introduire un liquide dans le sol, mais la machine suivant l'invention se prête aussi à l'injection de vapeurs ou de gaz éventuellement chauds. On peut notamment l'équiper d'un appareil géné- rateur d'air ozonisé, qui est amené aux pals pour l'injection. On peut également se servir de pals modifiés judicieusement, pour faire subir au sol un traitement en profondeur par des courants de haute fréquence. Le pal proprement dit forme alors une pièce distincte de sa patte de pivotement. Il est fixé à celle-ci avec interposition d'un bloc isolant 42 (fig. 10).
Il se termine par une pointe qui est reliée à la source de courant par un conducteur souple 43, pénétrant dans le pal vers la naissance de celui-ci.
La machine suivant l'invention peut aussi servir à répartir des corps solides dans le sol, par exemple des fragments de minéraux radioactifs ou des cartouches d'explosifs. La fig. 11 montre la forme qu'on donne au pal dans ce but. Ce dernier est alors en un métal relativement mou, comme le laiton, pour évi- ter la production d'étincelles. Un peu au-dessus de sa pointe, on ménage un logement laté- ral où la cartouche 43 est retenue par un ressort à lames 44.
Au lieu d'un explosif en cartouche, on peut également injecter une dose déterminée d'un explosif sous forme de pâte. Le pal est alors percé pour laisser passage à la pâte explosive (fig. 12). A une certaine distance au-dessus de sa pointe, il forme un redan 45 pour retenir le cordeau du détonateur.
Dans la forme d'exécution que représentent les fig. 13 à 17, un tambour rotatif 51 est monté transversalement sur un châssis 52, au-dessus de deux roues 53 dont est muni ce châssis. Deux pignons 5455 à denture appropriée, respectivement solidaires d'une des roues 53 et du tambour, sont relies par une chaîne sans fin 56, de sorte que la rotation du tambour 51 est commandée en fonc- tion de l'avancement du châssis 52. A la périphérie du tambour 51 sont répartis des arbres 57, qui sont parallèles à l'axe de ce tambour et qui tourillonnent dans des supports 57a solidaires de celui-ci.
Chacun des arbres 57 est pourvu, à l'une de ses extrémités, d'une petite manivelle 58 dont le maneton porte un galet 59 (fig. 14).
Ce galet est appelé à coopérer avec une rampe fixe 60 (fig. 13), dans un but qui sera défini par la suite.
Des pals 61 sont fixés. par une extrémité, à ces arbres 57 en des points répartis sur la longueur de ceux-ci. Chacun de ces pals est pourvu d'une garde latérale 62, formant un entonnoir qui se raccorde avec une perforation axiale du pal. Un peu au-dessus de la pointe du pal, cette perforation fait un coude, de manière à déboucher sur la surface latérale du pal, du côté de l'avant de la machine, quand le pal est dans la position montrée à la fig. 13.
Dans cette position du pal, sa garde 62 se trouve sous l'orifice de sortie d'une goulotte 63, par laquelle la matière à déposer dans le sol arrive d'un réservoir 64, porté par l'avant du châssis 52. Cet oririfice est sous la dépen- dance d'un distributeur qui, dans 1'exemple choisi, est constitué par un barillet à quatre augets 66, monté sur un axe horizontal. A l'une de ses extrémités, ce barillet porte des ergots tels que 67 (fig. 15) qui sont destinés à être poussés à tour de rôle par un petit levier 68 dont est muni chacun des arbres porte-pals 57, pour faire faire, à chaque fois, un quart de tour au barillet 66.
A son extrémité opposée à sa pointe, chaque pal présente une chape embrassant les deux faces d'une came 69, qui est solidaire du tambour 51. Une tige 70 est guidée suivant l'axe de la perforation du pal. Son diamètre est tel qu'elle peut coulisser dans cette perforation. Un galet 71, porté par 1'extrémité de la tige 70, est maintenu en contact avec la came 69 par un ressort 72, monté sur ladite tige.
La machine ainsi constituée fonctionne de la façon suivante :
Comme dans la forme d'exécution précé- demment décrite, les pals arrivent au sommet de leur course en position rabattue vers l'ar- rière. Du fait de la rotation du tambour 51, le galet 59 de la manivelle 58 que porte l'ar- bre porte-pals rencontre la rampe de la came 60, qui fait pivoter ledit arbre de telle sorte que le pal se rabat vers l'avant en position d'enfoncement.
La garde des pals correspondants vient alors se placer sous l'orifice de décharge d'une goulotte 63, comme indiqué ci-dessus. Immé- diatement après, le levier 68 de l'arbre portepals considéré rencontre un des ergots 67 du barillet 66 et fait tourner ce dernier d'un quart de tour, ce qui provoque le déversement du contenu d'un auget du barillet 66 dans la garde du pal en position d'enfoncement. Cette dose de matière vient emplir la perforation du pal, perforation dont l'entrée est dégagée par la tige 70 pour cette position du pal.
L'avancement de la machine se poursuivant, il se produit un mouvement de rotation réciproque entre le pal et la came 69. Le profil de cette dernière est tel que ce mouvement relatif a pour effet de pousser d'abord la tige 70 dans une mesure suffisante pour que celleci vienne obturer l'entrée de la perforation du pal, et reste ensuite immobile jusqu'à ce que le pal, arrivé au bas de sa course, soit com plètement enfoncé dans le sol. Ceci est obtenu en donnant à la partie correspondante du profil de la came 69 la forme d'un arc de cercle concentrique à l'arbre 57 correspondant.
Quand le pal, dépassant sa position d'enfon- cement maximum, commence à ressortir du sol, le galet 71 de la tige 70 aborde une partie excentrique du profil de la came, partie qui provoque l'enfoncement progressif de la tige 70 dans le creux du pal, et pousse dans le trou qu'a forme le pal dans le sol une quantité correspondante de la matière contenue dans le creux du pal.
Quand le pal est entièrement sorti du sol, la tige 70 arrive au bout de sa course active.
Le passage de la matière à distribuer, dans le trou qu'a pratiqué le pal dans le sol, est rendu facile du fait de l'ovalisation de ce trou par 1'effet du mouvement d'oscillation que le pal effectue pendant son enfoncement et son retrait et aussi parce que le conduit central du pal débouche du côté de l'avant de la machine.
Cette dernière disposition évite également l'obturation de l'orifice dudit conduit par la terre.
Le dispositif qui est représenté dans les fig. 18 à 21 est plus particulièrement destiné aux machines qui travaillent avec un liquide.
Cependant, certains au moins de ses éléments seraient également utilisables sur d'autres machines suivant l'invention.
Ce dispositif comprend notamment une barre transversale 73 (fig. 21) qui est montée, en avant d'un cylindre 74 portant des pals 75, à l'extrémité de bras parallèles 76, articulés au châssis par l'intermédiaire d'un arbre 77 dont ils sont solidaires. Sur l'arbre 77 est fixé un levier de manoeuvre 78.
Lorsque ce levier est en position basse (en pointillés à la fig. 21), la barre 73 est en dehors de la trajectoire de la pointe des pals, et ceux-ci s'enfoncent normalement dans le sol.
Quand, au contraire, le levier 78 a été amené à sa position haute (en traits pleins à la fig. 21), la barre 73 vient à l'intérieur de la trajectoire de la pointe des pals, de sorte que les pals prennent contact avec cette barre, à peu de distance de leur pointe, avant que cette dernière atteigne le sol. La machine poursuivant son avance, les pals se couchent, en laissant leur pointe en arrière et ne peuvent plus s'enfoncer dans le sol. Ce dispositif sera désigné par la suite sous le nom de débrayage des pals .
Le reste du dispositif, représenté par les fig. 18 à 20, a pour rôle d'effectuer les operations suivantes :
a) embrayage automatique des pals, avec un retard déterminé, lorsque les pompes ont été embrayées à la main ;
b) débrayage automatique des pals, puis des pompes, lorsque le réservoir de liquide à injecter est sur le point d'être vide.
Dans la fig. 18, la référence 52 désigne le bâti, 79 est une roue dentée qui est solidaire de l'arbre du tambour porte-pals. Cette roue engrène avec un pignon 80 qui est solidaire en rotation d'un arbre transversal 81, mais peut coulisser longitudinalement sur cet arbre.
Dans une de ses positions extrêmes sur l'arbre 81, le pignon 80 entraîne cet arbre par l'inter- médiaire d'un embrayage à griffes 82. Dans son autre position extrême, le pignon 80 dé- braye l'arbre 81.
Cet arbre 81 porte, à une extrémité, un plateau-manivelle 83, qui commande, par un maneton 84, la-tige de piston des pompes, dé- calées d'un quart de tour l'une par rapport à l'autre, et montées sur le châssis de la machine, comme indiqué en 27 à la fig. 3. Pour le maneton 84 sont prévus plusieurs points de fixation 83a, inégalement distants du centre. La face opposée du plateau 83 présente, vers son bord, une nervure en spirale 85. L'au- tre extrémité de l'arbre 81 porte un second plateau 86, également muni, sur une face, d'une nervure en spirale 87.
La nervure 85 du plateau 83 engrène avec une roue dentée 88, qui forme écrou sur une tige filetée 89, et qui est immobilisée dans le sens longitudinal par des paliers 90-90, placés de part et d'autre. Vers une de ses extrémites, la tige 89 porte une tête carrée 91, dans laquelle elle tourne librement et qui est guidée le long du bâti. Vers l'autre extrémité de la tige 89 est monté fou un bloc 92, également guidé le long du bâti et que l'on peut fixer en divers points de la longueur de ladite tige.
Le bloc 92 porte un doigt 93 qui s'articule de manière à pouvoir se rabattre uniquement dans le sens de la flèche f. Au-delà du bloc 92, la tige 89 forme une manivelle 94.
Lorsque la machine roule, la roue 88 tourne dans un sens tel qu'elle provoque le déplacement longitudinal de la tige 89, de la gauche vers la droite du dessin.,
Sur le trajet du doigt articulé 93 est disposé un bras d'un petit levier 95, pivotant sur un axe 96 du bâti. L'autre bras de ce levier arrête le levier de manoeuvre 78 de la barre 73 de débrayage des pals, quand cette barre est dans sa position d'effacement, qui correspond aufonctionnement normal des pals. Ce levier 78 est sollicité vers sa position active (correspondant au débrayage des pals) par un ressort 97, attaché au bâti. Il est maintenu dans la position d'armement du ressort 97 par une butée 98 qui arrête le bras eorrespondant du levier 95.
Sur le trajet de la tête 91 que porte l'autre extrémité de la tige 89 est placé un autre petit levier 99, articulé au bâti en 100. L'autre bras de ce levier est lié, par une biellette 101, à un bras d'un levier coudé 102, s'articulant au bâti en 103. L'autre bras de ce levier forme une fourchette qui embrasse une gorge ménagée dans le moyeu du pignon 80, et qui est munie d'ergots pénétrant dans cette gorge.
La nervure en spirale 87 du plateau 86 engrène avec la denture d'une crémaillère 104, guidée le long du bâti. L'extrémité de cette crémaillère porte une glissière verticale 105 placée dans le plan du plateau 86 et ouverte vers celui-ci. Dans cette glissière est logé un coulisseau 106 auquel est attachée une chaîne 107 ou un autre lien équivalent. Celle-ci change de direction sur une poulie de renvoi 108, pour aller s'attacher à une autre poulie 109 qui est fixée sur l'axe 77 du levier de manoeuvre 78 de la barre 73.
Quand la machine roule, le plateau 86 tourne dans un sens tel que la crémaillère 104 se déplace de la gauche vers la droite du dessin et rapproche le coulisseau 106 de la périphérie du plateau 86. Celui-ci porte sur sa tranche un ergot 112 qui, finalement, rencontre le dessous du coulisseau 106 et soulevé ce dernier.
Le dispositif fonctionne comme suit :
Au départ, on amène la tige 89 à sa position extrême de gauche en la faisant tourner au moyen de la manivelle 94. Le doigt 93 s'efface au passage du balancier 95 et reprend sa position active au-delà. On embraye ensuite l'arbre 81 avec le pignon 80, en agissant sur ce dernier par l'intermédiaire d'un levier de manoeuvre classique non représenté.
Quand la machine roule, les pompes commencent à débiter du liquide dans les pals.
La nervure 87 du plateau 86 agit sur la eré- maillère 104 qui, après un certain délai, amène le coulisseau 106 à portée de l'ergot 112. Celui-ci soulève le coulisseau 106 et tire sur la chaîne 107, de manière à amener le levier 78 derrière le levier 95, position pour laquelle il libère les pals. Ceux-ci commencent donc à s'enfoncer dans le sol, à tour de rôle : la machine entre en action.
Lorsque la machine a accompli un certain parcours, qui correspond à un volume déterminé de liquide prélevé par les pompes dans le réservoir de la machine, ce réservoir est presque vide. Mais à ce moment, la tige 89 s'est déplacée suffisamment de gauche à droite pour que le doigt 93 aborde le balancier 95. Il fait basculer ce balancier, de sorte que ce dernier laisse bientôt échapper le levier 78 qui est rappelé brusquement par le ressort 97 à sa position qui correspond au débrayage des pals. Il en résulte que les pals ne s'enfoncent plus dans le sol. Peu de temps après, la tête 91 rencontre le levier 99, pour provoquer le débrayage de l'arbre 81 et, par suite, l'arrêt des pompes.
Le volume de liquide correspondant à ehaque coup de pompe varie suivant que le maneton 84 est fixé plus ou moins loin du centre du plateau 83. Le liquide du réservoir s'épuise donc après un nombre de coups de pompe variable. On tient compte de ce fait en choisissant en conséquence la position du bloc 92 le long de la tige 89.