Brevet FR2028961A1 — publié le 19701016

i- 2028961 La présente invention concerne une installation destinée à permettre la coupe longitudinale de troncs d'arbres selon des demi-plans convergeant suivant une droite qui coïncide sensiblement avec un axe, préalablement identifié, du tronc d'arbre, 5 en général l'axe médian. D'une.manière particulière, l'installation selon la présente invention est apte à permettre la coupe longitudinale de troncs en vue de la division de ces derniers en secteurs qui sont destinés à être soumis séparément à un débita-ge ultérieur effectué avec des moyens et suivant des procédés 10 connus, les secteurs étant définis par des demi-plans limités par ladite droite et formant entre eux des angles supérieurs à 90° mais inférieurs à 180°, de préférence un angle de 120° de sorte que le tronc soit divisé longitudinalement selon trois secteurs identiques. 15 On connaît déjà le principe selon lequel les troncs sont divisés d'abord longitudinalement selon des secteurs, en vue d'en faire un usage plus profitable et d'en faciliter les opérations de débitage ultérieur qui sont effectuées directement sur les secteurs ainsi obtenus. Oette division préalable a lieu 20 en général selon deux secteurs (demi-bois) s'étendant sur un angle de 180°, ou selon quatre secteurs (quarts de rond ou quartiers) s'étendant sur un angle de 90°, suivant les dimensions et caractéristiques des troncs et l'emploi particulier auquel les pièces ainsi obtenues sont destinées, le débitage étant effectué 25 respectivement moyennant une coupe longitudinale unique ou deux coupes longitudinales en croix. On a cependant constaté que pour des troncs rentrant dans une gamme de diamètres donnée et/ou ayant des caractéristiques particulières, une utilisation bien plus profitable du bois se-30 rait obtenue en effectuant une division selon des secteurs avec dimensions angulaires comprises entre 90° et 180°, plus particulièrement selon trois secteurs identiques s'étendant chacun sur un angle de 120°. Cependant, cette division est plutôt difficile à réaliser. Il faut prévoir pour la faire trois coupes 35 longitudinales convergeant toutes sur une droite unique qui coïncide de préférence sensiblement avec la ligne médiane du coeur du bois, tandis que dans le cas du débitage en deux secteurs (demi-bois) ou quatre secteurs (quarts de rond) la droite de convergence précitée n'est pas nécessaire ou,, respectivement, 4-0 elle se situe automatiquement dans l'axe- du tronc lorsqu'on ef- 70 02226 2 2028961 fectue la coupe en croix précitée. G*est justement à cause des difficultés mentionnées auxquelles s'ajoutent d'énormes pertes, de temps pour présenter le tronc à l'outil selon des demi-plans de coupe à 120° entre eux, que 5 l'on a écarté jusqu'à présent l'application pratique de ce système de débitage, de par soi-même très convenable économiquement. Le but principal de la présente invention est donc de fournir une installation qui permette de réaliser facilement et rapidement le système de débitage précité, plus précisément la 10 coupe de troncs suivant des demi-plans convergeant sur une droi et formant entre eux un angle supérieur à 90° mais inférieur à 180°, de manière à diviser ces troncs en une pluralité de secteurs correspondants, préférablement en trois secteurs identiques. 15 Un autre but de l'invention est de réaliser un appareillage du type et aux emplois susmentionnés, comprenant des moyens qui permettent, avant chaque opération successive de coupe selon un demi-plan précité, d'amener l'axe médian à coïncider, avec une droite idéale d'intersection des demi-plans de coupe, et des mo-20 yens pour présenter le tronc à l'outil de coupe de manière que celui-ci opère successivement, suivant les demi-plans précités qui viennent se situer à tour de rôle dans le plan de l'outil. Un autre but eneore de la présente invention est de réaliser une installation présentant les caractéristiques ci-dessus et 25 grâce auquel les opérations de réglage de la position du tronc par rapport à l'outil de coupe et:».en particulier, l'opération amenant l'axe du tronc à coïncider avec la droite précitée, puissent être effectuées par.un seul opérateur, à partir d'un poste de commande unique et à l'aide d'un ou plusieurs systèmes 30 optiques assurant le contrôle et la vérification de la condition de coïncidence précitée. Les buts ci-dessus exposés et d'autres buts de l'invention sont atteints en prévoyant., en combinaison avec un. dispositif de coupe,' telle une scie" circulaire, apte à trancher le tronc * 35 selon un demi-plàii limité par tine droite, un ensemble destiné à supporter-le tronc "et à": présenter celui-ci à-, la lame du dis-poéitif de coupe et qui est apte.-;en particulier à. placer suc-cessiYement ce tronc d'ans-le,s.positions correctes pour en effectuer la coupe "'saivànt-desvdemi.-plans; formant entre eux les 4-0 angles supérieurs à 90° laaisiinférieurs à 180°demi-plans qui BAD ORIGINAL^ 70 02226 3. 202-8961 sont amenés l'un après l'autre à coïncider avec le demi-plan de coupe du dispositif de coupe. Plus particulièrement, l'ensemble précité, destiné à supporter le tronc et à le présenter à l'outil de coupe, doit être capable de soulever le tronc et de le 5 déplacer dans deux directions orthogonales entre elles et à ladite droite limitant le demi-plan de la lame, jusqu'à ce que l'axe du tronc coïncide avec la droite précitée. En outre, il doit être capable d'imprimer à ce tronc des rotations autour de l'axe précité ou, de toute façon, autour d'un axe longitudinal, 10 en maintenant ou rétablissant la condition de coïncidence, de manière à amener chaque fois la zone de coupe voulue du tronc dans le demi-plan de l'outil. Enfin, l'installation doit être à même d'établir, entre le tronc en cours de coupe et l'outil coupant, un mouvement relatif assurant l'avance nécessaire. 15 les moyens assurant à l'installation selon l'invention les caractéristiques susdécrites peuvent être obtenus selon des modes de réalisation très divers, un de ces modes étant spécifié dans la description qui sera donnée plus loin à l'appui des dessina annexés. 20 De préférence, les moyens assurant au tronc le position nement correct et établissant le mouvement relatif entre celui-ci et l'outil sont réunis en un ensemble unique de support, de présentation et d'avance du tronc par rapport à la machine de coupe, laquelle demeure fixe, cet ensemble étant actionné, dans 25 ses mouvements, à partir d'une station ou poste de commande fixe qui permet aussi le contrôle de l'outil. De plus, et suivant encore une autre caractéristique de l'invention, au moins deux systèmes optiques sont prévus qui sont aptes à former deux images de points de ladite droite li-30 mitant le demi-plan de l'outil, sur un oculaire dans lequel ces images viennent se superposer, ces systèmes optiques étant utilisés pour contrôler la coïncidence de l'axe du tronc avec la droite précitée, sur la base de la superposition des images de deux points placés sur les bouta ou têtes du tronc lui-même, 35 aux. endroits où ces têtes sont coupées par l'axe précité. Ces caractéristiques et d'autres particularités de la présente invention seront mieux comprises à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre purement indicatif, un mode d'exécution préféré de 40 l'invention. Sur ces dessins : 70 02226 4. 2028961 Fig. 1 est une vue de face de l'installation selon l'invention ; Fig. 2 est une vue de côté de 1*.ensemble de support et de présentation du tronc, qui fait partie de l'installation de 5 fig. 1 ; Fig. 3 montre schématiquement l'agencement des systèmes optiques pour le contrôle et la vérification de la position correcte du tronc, et Fig. 4- représente le "bout ou tête d'un tronc dont le dé-10 tetage en trois secteurs, ou tiers de rond, a été réalisé avec l'installation selon l'invention» En se référant d'abord aux figures 1 et 2, on peut noter un mode d'exécution d'une installation selon l'invention pour la coupe longitudinale de troncs suivant des demi-plans conver-15 gents passant par une droite commune et, plus précisément (fig. 4), pour la coupe longitudinale d'un tronc T en secteurs d'angle dièdre compris entre 90° et 180°, de préférence en trois secteurs identiques à 120°, T-^, Tg, définis par des demi-plans de coupe t-^, tg» t^, convergeant en une droite R qui coïncide 20 sensiblement avec l'axe du coeur du tronc T. L'installation selon l'invention se compose d'un dispositif de coupe tel que, par exemple, une scie circulaire 10 dont la lame 11, qui est soutenue et entraînée d'une façon connue, est apte à effectuer la coupe du tronc T suivant un demi-plan H dans 25 lequel ladite lame est située et qui est limité par une droite E dont la position variable dépend du réglage de la course (flèche X de fig. 1) qui est imprimée à l'outil 11. On ne donnera pas une description détaillée des éléments constituant la scie circulaire 10, étant donné que cette machine peut être une quel-30 conque machine de ce type bien connu disponible dans le commerce. ha seule exigence pour cette machine est qu'elle doit être pourvue d'un outil apte à effectuer une coupe selon un plan et de moyens pour la commande des mouvements de coupe et d'avance de cet outil dans la matière coupée, moyens qui sont de préférence 35 . commandés à partir d'un poste fixe 12 qui comprend aussi les dispositifs pour commander les autres éléments- constitutifs de 1'installation. En combinaison avec la scie 10, cette installation comporte un ensemble 13 de support du tronc T. et de présentation, de ce-40 lui-ci à l'outil de coupe 11, ensemble qui est apte à position 70 02226 5. 2028961 ne r le tronc î, avant la coupe, pour que les demi-plans t^, t^, t^ coïncident successivement avec le demi-plan H.- D'une manière avantageuse, pour obtenir correctement ce positionnement du tronc T, l'ensemble 13 est équipé de deux pai-5 res 14, 15 de rouleaux qui se composent chacune de deux rouleaux 16, 17 dont les surfaces extérieures dentées 18 assurent au tronc un serrage étroit, les rouleaux sont aptes à tourner simultanément dans l'un de deux sens autour de pivots 16*, 17'> pour provoquer une rotation correspondante, dans un sens ou dans 10 1*autre, du tronc T, ce qui permet d'amener à tour de rôle, en face de. l'outil 11, les demi-plans de coupe t-^, t^ et t^. Chaque paire 14, 15 de rouleaux sert en même temps à supporter le tronc à débiter et se trouve à cet effet placée à proximité des extrémités de ce tronc, ou de sections intermédiaires de celui-ci, de 15 façon à réaliser à la fois un support efficace pour le tronc et, d'une manière importante, la possibilité de déplacement du tronc dans la direction horizontale perpendiculaire à la droite K qui limite le demi-plan de coupe de l'outil 11. En vue de permettre ces déplacements, les paires 14, 15 de 20 rouleaux sont portées par des éléments de support 19, 20 respectivement, qui sont susceptibles de se déplacer dans la direction Y (fig. 1), perpendiculairement au demi-plan de coupe H, sur des éléments de guidage ou glissières 21-, 22 respectivement, les mouvements des supports mobiles 19, 20 pouvant être commandés 25 d'une manière indépendante, à partir de moteurs individuels prévus à cet effet, logés dans un carter 23 par exemple, et commandés eux-mêmes depuis le poste 12. G-râce aux mouvements précités des paires 14, 15 de rouleaux, on peut amener llaxe R du tronc T dans le plan H de l'outil 11, un point de l'axe R cou-30 pant, sous les conditions précitées, la droite K. Les glissières 21 et 22, sur lesquelles les supports 19, 20 peuvent se déplacer, sont fixées sur une plaque de support 24 articulée en 25 sur le châssis 26 de l'ensemble 13 et susceptible de basculer autour de sm axe d'articulation 25. D'une ma-35 nière avantageuse,, ce mouvement oscillant de la plaque 24 est réalisé par une came, profilée 27 articulée en 28 sur la plaque de support 24 et actionnée par un moteur qui est logé dans un carter 29 par exemple et commandé à partir du poste 12, la came 27 agissant sur un galet 30' qui est axé en un point convenable 40 sur 'le châssis 26. Comme on le voit sur la fig. 2, ce mouvement 70 02226 6. 2028961 de 'basculement permet de régler l'inclinaison de l'axe de tronc S par rapport à la droite E dont la position sera définie plus loin* dans un champ angulaire prédéterminé s'étendant de part et d'autre de la droite E. le châssis 26 de l'ensemble 13 est pour-5 vu en outre de roues 31 qui permettent à l'ensemble 13* et donc au tronc T, d'avancer dans une direction Z (fig. 2), à laquelle la droite E est parallèle, tout point de cette droite correspondant, comme déjà dit, à la limite, établie à chaque passe, de la course de l'outil 11 dans la direction X. 10 l'installation qu'on vient de décrire permet de faciliter les opérations qui sont nécessaires, avant chaque coupe longitudinale à effectuer sur un tronc, pour le positionnement correct de celui-ci. Ces opérations sont les suivantes. Après avoir placé un tronc 0? sur les paires 14, 15 de rou-15 leaux et avoir repéré sur ce tronc son axe R, les éléments de support 19, 20 sont actionnés de manière à amener l'axe R dans le plan H de l'outil 11, un point de l'axe R coïncidant avec un point de la droite E qui limite le demi-plan H. On agit sur la came 27 de façon à obtenir que l'axe R se situe parallèlement à 20 la direction Z, position pour laquelle il coïncide avec la droite E. Après avoir déterminé la profondeur de coupe de l'outil 11 dont le réglage permet de faire coïncider la droite E avec l'axe R, on actionne l'outil 11 en provoquant l'avance du chariot 13 qui se poursuit jusqu'à la fin de la coupe longitudinale partiel-25 le. Une fois la coupe effectuée, on procède à l'agrafage ou cramponnement des pièces de bois, de part et d'autre de la coupe précitée, par exemple près des extrémités du tronc T, après quoi on fait tourner ce tronc de l'angle désiré, 120°- par exemple, pour l'amener dans la position qui permet la coupe longitudinale 30 suivante. Cependant, avant d'effectuer cette seconde coupe, la condition de coïncidence entre l'axe R et la droite E doit être vérifiée de nouveau en la rétablissant éventuellement par les mouvements ci-dessus, mouvements qui pourraient être effectués aussi selon une séquence différente. 35 Pour réaliser la coïncidence de l'axe R avec la "droite E, on peut se servir d'une paire dé systèmes optiques, tels que ceux représentés sur "la" fig. 3» grâce- auxquels, des . images de l'axe de trohc R, représentées par exemple par-des points ou marques de référence 32, 33* placés sur les deux- -faces d'extré-40 mité du tronc, sont'transmises à un oculaire 34 qui se trouve: 70 02226 7. 2028961 avantageusement disposé sur le poste de commande 12. Gomme illustré sur la fig. 3» les systèmes optiques comportent chacun un miroir 35» 36 qui reçoit des rayons provenant des points 32, 33 et les envoie à un autre miroir ou prisme 37, 38 susceptible 5 de provoquer une déviation de ces rayons et de les envoyer à l'oculaire 34. La disposition des miroirs 35» 36 et des miroirs ou prismes 37» 38 est telle que deux images situées sur n'importe quelle droite E du plan de l'outil 11, laquelle est parallèle à la direction Z» et, par la suite, deux images situées 10 sur la droite E qui limite chaque fois le demi-plan H, viennent se superposer dans l'oculaire 34 en formant une image unique. Par conséquent, grâce à l'emploi des deux systèmes optiques, positionnés et réglés comme on vient de le dire, une vérification de la coïncidence des droites R et E sera rapidement et facile-15 ment effectuée en s'assurant simplement que les images des points 32, 33 placés sur l'axe R du tronc T sont superposées dans l'oculaire 34. ha disposition mutuelle des éléments de chaque système optique, en vue d'obtenir les caractéristiques de transmission d'images précitées, est déterminée très facilement sur 20 la base de simples relations angulaires et trigonométriques. Ainsi, par exemple, en se référant à la fig. 3» A et B étant les points d'incidence d'un rayon provenant du point 32 sur les miroirs 35, 37, tandis que C est la projection orthogonale de B sur ladite droite E, pour obtenir que l'image précitée soit 25 transmise à l'oculaire 34 dans la direction W perpendiculaire à E, on devra disposer les miroirs 35» 37 de manière qu'ils forment, respectivement, des angles A et B avec une parallèle à la droite B 0 et avec la droite B G elle-même. Le premier de ces angles est calculé sur la base de la simple relation trigonomé-30 trique î tg 2ol= h/£, dans laquelle h = BC et * = AC, tandis que l'angle j3 est obtenu de la relation p = 45° - 01 . Des relations analogues sont obtenues'lorsque, d'une manière avantageuse, le miroir 37 est remplacé par un prisme, en tenant compte de l'angle de déviation de ce dernier. 35 Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réa lisation décrit et représenté qui a été donné à titre d'exemple? on peut y apporter de nombreuses modifications accessibles à l'homme de l'art, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. 70 02226 8. 2028961 REVENDICATIONS 1. Installation pour la coupe longitudinale de troncs d'arbres selon des demi-plans convergeant suivant une droite qui coïncide sensiblement avec un axe préalablement repéré et 5 identifié d'un tronc et, tout particulièrement, pour la division du tronc selon des secteurs définis par des demi-plans formant entre eux des angles supérieurs à 90° mais inférieurs à 180% caractérisée en ce oufelle comprend, en combinaison : a) un dispositif de coupe, tel une scie circulaire, apte à 10 couper le tronc selon un demi-plan limité par une droite ; b) un ensemble destiné à supporter le tronc et à présenter celui-ci à l'outil du dispositif de coupe, et comprenant à son tour ï b-jO des moyens retenant ou saisissant le tronc à proximité 15 des extrémités ou de sections intermédiaires de celui-ci, pour le faire basculer autour dfun axe perpendiculaire au plan de coupe et le déplacer dans une direction parallèle audit axe, de sorte que l'axe repéré du tronc vienne coïncider avec la droite précitée, et 20 bg) des moyens pour faire tourner le tronc autour de l'axe repéré précité, tout en maintenant ou rétablissant l'état de coïncidence de la droite et de l'axe ; et c) des moyens pour créer un mouvement relatif du tronc et de l'outil de coupe suivant une direction parallèle à la droite 25 qui limite le demi-plan de travail du dispositif précité. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la droite limitant le demi-plan de travail de l'outil de coupe est définie à son tour par un point sur l'axe de tronc précité, lorsque cet axe est situé dans le plan de l'outil, et 30 par une direction parallèle au vecteur de déplacement des moyens précités qui permettent le mouvement relatif du tronc et de l'outil. 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens permettant de faire tourner 35 le tronc sont constitués par au moins deux paires de rouleaux qui sont placés de manière à supporter le tronc à proximité des extrémités ou de sections intermédiaires de celui-ci, les rouleaux pouvant être entraînés simultanément en rotation dans l'un des deux sens pour provoquer un mouvement de rotation dans le 40 sens opposé du tronc ainsi supporté. 70 02226 9. 2028961 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacun des rouleaux précités est pourvu, à sa surface destinée à s'engager avec le tronc, de moyens d'agripage qui permettent le serrage étroit de ce tronc. 5 5. Installation selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que chaque paire de rouleaux de support est montée sur l'ensemble qui permet la présentation du tronc à l'outil, de manière à pouvoir effectuer, séparément, un mouvement dans la direction orthogonale au demi-plan précité, en 10 vue d'amener l'axe du tronc dans le plan qui coïncide avec ledit demi-plan. 5 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'ensemble des paires de rouleaux est monté sur un support articulé autour d'un axe perpendiculaire au demi-plan de 15 coupe, de sorte que l'inclinaison du support permet de réaliser un positionnement coplanaire de l'axe du tronc et de ladite droite. 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le support inclinable est supporté à pivotement à 20 l'une de ses extrémités autour de laquelle il est susceptible de tourner, d'un angle prédéterminé, dans les deux sens par rapport à une ligne parallèle à la droite précitée, grâce à une came qui agit à proximité de l'autre extrémité dudit support. 8» Installation selon l'une des revendications 1 à 7» 25 caractérisée en ce que les moyens permettant d'imprimer un mouvement au tronc par rapport à l'outil de coupe sont constitués par des moyens aptes à provoquer des mouvements longitudinaux, dans les deux sens, de l'ensemble destiné à supporter le tronc et à présenter celui-ci à l'outil précité. 30 9. Installation suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend aussi des moyens optiques qui permettent de contrôler et vérifier la coïncidence de la droite précitée avec l'axe du tronc, obtenue en actionnant lesdits moyens de soulèvement et de déplacement du tronc. 35 10. Installation suivant la revendication 9* caractérisée en ce que les moyens optiques sont constitués par des moyens à réflexion et/au à réfraction, aptes à produire, séparément, les images des points d'intersection (préalablement identifiés) de l'axe du tronc avec les faces d'extrémité de celui-cir à un 40 oculaire de contrôle unique. 10 02126 10. 2028961 11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens à réflexion et/ou à réfraction constituent deux systèmes optiques comportant des éléments qui sont disposés d'une manière fixe aux deux extrémités de la course du tronc et 5 tout près de l'oculaire précité, et dont les caractéristiques optiques et les positions mutuelles dans l'espace sont telles que les images de points de ladite droite, provenant de rayons envoyés séparément à l'oculaire par les deux dits systèmes, sont superposés dans l'oculaire précité quand l'axe du tronc coïncide 10 avec la droite. 12. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les mouvements de l'ensemble permettant la présentation du tronc -à l'outil, sont commandés à partir d'un poste de commande centralisé qui comporte aussi 15 ' l'oculaire de contrôle et de vérification.