Brevet FR2029635A1 — publié le 19701023

i 2029635 La présente invention concerne des perfectionnements aux machines de sciage à chariot de sciage, plus particulièrement un mécanisme de réglage pour la présentation de grumes., ainsi que les chariots à grumes ainsi équipés. 5 On connaît des machines de sciage à chariot coulissant muni de supports réglables pouvant recevoir et entraîner avec le chariot,des grumes de différents diamètres de façon à les faire passer dans un poste de sciage de type connu. Des grumes n'ont que rarement et même jamais une structure 10 uniforme et, lorsqu'on opère avec un seul trait de sciage,1a grume présente une forte tendance à la torsion ou à la flexion lorsque les contraintes internes de compression ou de tension sont libérées; ce phénomène,qui est nommé "détensionnement' du "bois" se manifeste très fortement dans les qualités de "bois durs.C'est 15 pourquoi le poste de sciage comporte normalement une unité de sciage double pour diminuer au mieux le "détensionnement du "bois" ca la courbure uni latérale du bois. Les lames de scie sont espacées latéralement et verticalement,et elles peuvent être fixes ou réglables l'une par rapport à l'autre . On a également déjà pro-20 posé des moyens de serrage permettant de centrer longitudinale-ment une grime entre des vérins ou mandrins / . maintenue en place par application d'une pression sur les vérins en vue de son déplacement dans le poste de sciage,cette solution étant différente de celle qui consiste à placer une grume sur m chariot mo-25 bile. Le brevet des Etats-Unis d'-Amérique 2.673^581 décrit un dispositif de serrage à pandrins qui peut être présenté sous des angles prédéterminés de manière à permettre d'enlever l'écorce d'une grume complète sans devoir relâcher les mandrins entre des 30 traits successifs de sciage pour pouvoir faire tourner la grume. Ce mécanisme de présentation comprend deux mandrins disposés longitudinal ement, dont chacun peut tourner dans son support respectif qui fait partie lui-même d'un chariot coulissant, de s moyens pour exercer une pression sur l'un des mandrins ce qui permet de 35 modifier la distance entre les mandrins en fonction de différen- et tes longueurs de grumes/de les maintenir solidement, un gabarit circulaire à plusieurs encoches ou fentes radiales réparties à intervalles de 45° autour de sa circonférence et fixé sur l'extrémité extérieure du mandrin non muni de moyens de mise en 40 près si on, ainsi qu'un taquet actionné manuellement et fixé sur le 89/70 70 03008 2 2029635 support de mandrin de manière à s'engager dans une fente ou encoche radiale sélectionnée,de manière à maintenir les mandrins dans une position déterminée.Comme indiqué précédemment,l'opération de sciage produit un détensionnement considérable du bois malgré les 5 efforts exercés pour ramener son influence au minimum. Le détensionnement du bois se traduit par un couple considérable appliqué aux mandrins et par conséquent au gabarit de présentation et au taquet de blocage. Il en résulte que ces organes doivent obligatoirement être relativement massifs et en pratique ,1e gabarit 10 de présentation ne peut pas avoir un diamètre inférieur à 200mm. Gomme l'ensemble du gabarit doit passer entre les lames, de sciage,il est évident que le dispositif du brevet précité ne peut être utilisé que pour des grumes de grandes dimensions et que la tranche d'écorce rebutée ne peut pas avoir un diamètre inférieur 15 à environ 200mm. Du fait de la nature massive du gabarit et de la grandeur du couple qui produisent une usure considérable des encoches et dt^baquet,la présentation ne peut être que relativement grossière ou imprécise et elle ne peut pas être adaptée pour mettre en position une grume en vue d'utiliser le bois au mieux. Tou-20 tes les grumes comportent des irrégularités telles que des noeuds et des crevasses mais, en réglant soigneusement les angles de coupe, on peut éliminer ou supprimer un grand nombre de défauts. En outre, la précision et la durée de service du dispositif selon le brevet précité sont réduites à cause de sa position sur les man-25 drins, où il est rapidement recouvert par des débris de sciage, par de la sciure fie bois et autres analogues. Il y a donc un grand risque de détériorations accidentelles. L'invention se propose donc de fournir des moyens perfectionnés de présentation pour machines de sciâge,qui éliminent 30 les inconvénients des réalisations connues. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description,donnée à titre d'exemple non-limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: 35 Fig.l est une vue en coupe verticale d'un dispositif de présentation de type connu; Fig.2 est une vue en coupe verticale d'un dispositif de présentation selon l'invention; I'ig.3 est une vue en coupe verticale suivant 3-3 de figure 40 2 et qui comprend les lames de sciage; 89/70 70 03008 3 2029635 Fig.4 est une vue en coupe verticale,analogue à celle de figure 3id'une variante ; IFigo5 représente une vue en coupe verticale d'une autre variante . 5 A la figure l,on a représenté un dispositif de présentation, de type connu. Une grume 1 est centrée et maintenue en compression par des mandrins opposés horizontalement. Les moyens de mise en pression et leur mandrin associé ne sont pas représentés. Le mandrin 2 représenté est fixé sur une tige 3 traversant un sup-3i0 port vertical 4 qui comporte un mécanisme de levage de grume à crémaillère 5 et à pignon 6. L'extrémité extérieure de la tige 3 est muni e d'un gabarit circulaire de présentation 7 comportant des fentes réparties circonférentiellement à intervalles de 45° et dans lesquelles peut être sélectivement introduit un taquet 8 15 relié à rotation au support 4 par un pivot 9« Selon l'invention,une grume 1 est centrée et maintenue dans des mandrins 11 (dont un seul est représenté) , de la même manière que dans la disposition connue. Le mandrin 11 peut tourner librement dans un fourreau 12 solidaire d'un support 13. Le support 20 13 fait partie du chariot 14 qui fait passer à la manière usuelle, la grume devant les lames de sciage 15«Le chariot 14 est normalement suspendu au-dessus des lames de sciage 15 sur une paire de poutres 16 et 17. Le chariot est muni d'un arbre transversal supérieur 18 et de galets 19,20 qui se déplacent sur les poutres 25 16 et 17.Un arbre transversal inférieur 21 est muni de galets 22 et 23 qui se déplacent sur les côtés inférieurs des poutres 16 et 17 de manière à assurer la stabilité verticale au chariot. Le galet 19 est rainurépour s'adapter à un rebord de la poutre 16 en vue d'assurer la stabilité latérale. On notera qu'un ensemble 30 similaire de galets est prévu à l'autre extrémité du chariot (non représentée). À la différence des réalisations connues,un arbre horizontal 24 est monté à rotation sur le chariot 14,à l'opposé du mandrin 11,dans un support 25 et dans une tôle d'extrémité 26; un 35 gabarit de présentation 28 est fixé à son extrémité extérieure 27. Ce gabarit peut avoir différentes formes en fonction de la précision de rotation requise. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3 »le gabarit circulaire 28 comporte des encoches ou fentes radiales 28' réparties à intervalles angulaires de 30° au-40 tour de sa circonférence . Les encoches peuvent être à flancs pa- 70 03008 4 2029635 rallèles mais elles sont de préférence à flancs inclinés pour diminuer l'influence de l'usure et pour conserver la précision.Un pignon 29 est monté axial'ement fixe sur l'arbre supérieur 24 entre le support 25 et la tôle 26. Un arbre intermédiaire inférieur 5 30 orienté horizontalement est monté à rotation entre le support 31 et la tôle d'extrémité 26, et il est muni d'un pignon 32 axia-lement fixe et aligné verticalement avec le pignon 29. Les pignons 29 et 32 sont reliés entre eux par une chaîne ou une courroie analogue 33* Il est également prévu sur l'arbre 30, entre le 10 support 31 et le pignon 32,une poulie dentée ou autre similaire 34. Cette poulie 34 est reliée par une courroie dentée 38 à une poulie 35 similaire prévue à l'autre extrémité 36 de l'arbre 37 du mandrin 11 . Lorsque le gabarit 28 tourne, son mouvement est ainsi transmis au mandrin 11 et la grume 1 est mise en rotation. 15 Les nombres de dents des pignons 29, 32 et des poulies 34, 35 peuvent évidemment être modifiés indépendamment les uns des autres, ainsi que leurs diamètres, en vue d'obtenir le rapport de transmission désiré. Le choix approprié de ce rapport de transmission,permet de régler très exactement l'angle de rotation de 20 la grume 1. Il est évidemment à noter qu'on a décrit un mode préféré de réalisation du système de transmission et qu'il est possible de lui apporter de nombreuses modifications tout en restant dans le cadre de l'invention. Par exemple, dans certains cas, l'arbre 30 peut être supprimé et le pignon 32 être monté di-25 rectement sur l'extrémité 36 de l'arbre 37; toutefois il faut alors utiliser une poulie 35 beaucoup plus grande, ce qui diminue 1'aptitude de la machine pour acier des grumes de petites dimensions. Sur la tôle d'extrémité 26, il est prévu un dispositif 39 30 de blocage de gabarit qui peut être conçu de différents types. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3,les moyens de blocage 39 comprennent un vérin hydraulique 40 qui actionne une broche de blocage 41 (fig.2),qui s'engage dans une encoche sélectionnée du gabarit 28 (fig.3) . La broche 41 peut être conique ou 35 cylindrique selon le degré de précision requis.à titre de variante , le dispositif de blocage 39 peut être un électroaimant, un vérin pneumatique ou un levier actionné manuellement. On peut prévoir sur la tôle latérale 42 du chariot des moyens automatiques 43 pour faire tourner le gabarit 28. Dans le mo-40 de de réalisation des figures 2 et 3, ces moyens comprennent un 89/70 70 03008 5 2029635 vérin hydraulique 44 et un piston 45 reliés par une "barre 46 à la chaîne ou courroie 33 ®L' angle de rotation susceptible d'être obtenu est simplement fonction de la course du vérin 44, du diamètre primitif et de l'écartement entre centres des pignons. Une 5 disposition appropriée permet d'obtenir un angle de rotation supérieur à 180°/ On notera que le dispositif automatique 43 est une possibilité facultative, parce qu'on peut assurer la rotation manuellement et que le dispositif automatique peut se présenter sous différentes formes,par exemple-.-sous celle d'un vérin pneuma-10 tique, d'un mécanisme d'entraînement à moteur électrique ou d'une électro-vanne» En fonctionnement ,une machine de sciage selon l'invention exécute la séquence suivante d'opérations: une grume 1 en bois dur ou en bois mou,dont le diamètre peut être compris entre 15 environ 100 et 1200 mm et la longueur entre environ 2,80 m et 4,2 m ou plus, est soulevée par un engin de levage de tout type connu,de manière à être placée entre les mandrins 11, puis elle est centrée à la manière connue et saisie par les mandrins sous l'effet de la pression exercée. Les moyens de blocage 39 sont 20 actionnés pour dégager la broche 41 (fig.2) et le mécanisme 43 est excité de manière à amener jhar rotation la grume 1 dans la position la plus avantageuse pour le sciage , en vue d'obtenir le rendement maximal ou de réduire au minimum les défauts dans la pièce de bois sciée. Les moyens de verrouillage 39 sont ensuite 25 actionnés en sens inverse de manière à engager la broche 41 dans le gabarit 28 (fig.3) et à fixer la position de la grume 1 par rapport aux lames de sciage 15. Les lames circulaires 15 sont entraînées en rotation et le chariot 14 est alors avancé le long des pou 89/70 70 03008 6 2029635 de sciage suivante est alors amorcée. On notera que le mécanisme de présentation à distance peut être complètement clos de manière à empêcher la pénétration de poussière et de débris de sciage. Le gabarit effectivement uti-5 Usé peut varier selon le degré de précision imposé,mais on a constaté en pratique qu'un angle de présentation de 15° est suffisamment précis pour la plupart des opérations. Le mécanisme est d'une utilisation parfaitement souple et il présente l'avantage que la grume peut être amenée par rotation jusque dans la 10 position la plus avantageuse pour le sciage avant que toute présentation soit commencée,comme on le verra en détail, plus loin. En outre,on peut effectuer d'une manière simple le changement du gabarit 28 lorsque des angles différents sont nécessaires,ce qui n'était pas possible avec les mécanismes de présentation de types 15 connus. Dans les mécanismes connus,1e gabarit absorbe tout le couple produit par les mandrins et, comme ses dimensions nécessaires sont relativement grandes,1e nombre d'encoches est limité au maximum à huit,ces encoches étant réparties à intervalles égaux sur sa périphérie. 20 Dans la variante de figure 4,1e gabarit 28 et les moyens de blocage 39 sont entièrement commandés par un système de commande à interrupteurs à lame qui permet une présentation précise et une automatisation du mécanisme. Un cadran 47 est fixé sur le bâti 26 dans la position de l'arbre intermédiaire 30 et il porte tout 25 nombre désiré d'interrupteurs à lame 48. Si le nombre des interrupteurs 48 est assez grand, on peut effectuer une présentation variable sensiblement à l'infini. Des interrupteurs 48 sont fixés sur l'arc du cadran 47 de manière à coïncider avec le parcours suivi par la pointe de détection d'une aiguille 49;de préférence 30 les interrupteurs 48 sont reliés entre eux par paires espacées de 90°,pour les raisons qui sont précisées plus loin. Suivant les techniques connues, un interrupteur 48 préchoisi peut être excité et l'aiguille détecte automatiquement la direction dans laquelle elle doit se déplacer pour s'aligner avec cet interrupteur. Un 35 mouvement de l'aiguille actionne une des deux électrovannes qui sont placées à chaque extrémité du vérin 44 de manière telle que du fluide hydraulique soit introduit sous pression dans l'extrémi té appropriée du vérin,déplaçant ainsi linéairement la barre 45 et la biellette 46 dans la direction appropriée. L'aiguille 49, 40 l'arbre 30 et les pignons 29,36 sont donc amenés à tourner jusque 89/70 70 03008 7 2029635 dans la position désirée par le mouvement des courroies 33 et 38. Lorsque l'aiguille 49 coïncide exactement avec l'interrupteur à lame 48 désiré, 11 électrovanne du circuit hydraulique se ferme et tout mouvement est arrêté dans la position de réglage sélection-5 née désirée, Le système hydraulique est "bloqué dans la position neutre. De préférence,une soupape hydraulique de "blocage (non-re-présentée)est "branchée dans le circuit hydraulique pour empêcher tout mouvement ou oscillation dans le vérin 44 et pour conserver par conséquent la position de présentation obtenue. 10 "Une machine de sciage selon la figure 4 peut fonctionner de la manière suivante : une grume 1 est placée dans un berceau de chargement,elle est centrée et bloquée entre les mandrins à la manière connue. Les brais du berceau sont ensuite descendus de manière à permettre de faire tourner la grume. Le scieur contreba-15 lance ensuite manuellement l'action de 11 électro vanne du circuit hydraulique de manière telle que la grume puisse tourner d'environ 200° , en permettant un certain chevauchement pour un réglage visuel et pour une détermination précise de la position de sciage la plus avantageuse quant à la réduction au minimum des chutes. 20 Lorsque la position sélectionnée est atteinte,l'opérateur commande le dispositif automatique en actionnant un interrupteur à lame approprié. L'aiguille 49 du dispositif de commande se déplace jusqu'à l'interrupteur actif 48 et elle enclenche ainsi le système hydraulique. Lorsque l'aiguille coïncide exactement avec l'inter-25 rupteur 48,1e système hydraulique est verrouillé en position.Le chariot de sciage est alors actionné et la grume 1 se déplace au travers des scies et elle est ramenée en arrière avant une seconde opération de sciage. Si on désire faire tourner la grume de 90° pour la seconde opération de-sciage,ce qui est la procédure usuel-30 le préférée, l'opérateur actionne simplement un interrupteur de commande de rotation qui désexcite automatiquement le premier interrupteur à lame et qui excite le second interrupteur à lame 48 relié à l'interrupteur précédemment excité. Gomme on l'a déj$i indiqué , les interrupteurs à lame sont reliés entre eux par paires 35espacées de 90° de telle manière qu'une rotation comprise dans cet angle puisse être automatiquement exécutée. Lorsque le second interrupteur à lame est excité,1'aiguille tend à se bloquer en regard de ce second interrupteur,ce qui excite 1'électro-vanne appropriée du circuit hydraulique en provoquant un mouvement de 89/70 70 03008 8 2029635 montée ou de descente de la barre 45 et de la biellette 46. La grume tourne comme auparavant et elle est automatiquement verrouillée en position pour la seconde opération de sciage. Il est évident à noter que les interrupteurs à lame peuvent être reliés 5 entre eux par paires faisant tout angle désiré,non obligatoirement égal à 90°. Si on désire faire tourner le plan de sciage d'un angle qui n'est pas compris dans l'interconnexion automatique ,1'opérateur contrebalance manuellement l'action de 1*électrovanne,comme pour le réglage préliminaire de la grume,il sélection-10 ne la position désirée puis il remet en service le système de verrouillage automatique.On peut donc obtenir une souplesse parfaite et un très bon réglage de présentation. Pour des raisons de sécurité et de commodité,il est préférable d'incorporer des contacteurs de fin de course au système , de telle manière que 15 les opérations de rotation et de présentation ne puissent être exécutées que lorsque le chariot de sciage se trouve dans la position de chargement de berceau. Cette précaution évite le risque d'une rotation accidentelle pendant le déplacement de sciage. La variante de figure 5 comporte une amélioration des 20 dispositions de figure 4. En figure 5» l'arbre supérieur 27 et sa courroie associée 33 ont été supprimés et le vérin hydraulique 44 est relié à la courroie d'entraînement 38 par l'intermédiaire d'un piston 45 et d'un dispositif de blocage 50 coulissant dans un guide 51» La hauteur totale du mécanisme de présentation 25 est ainsi diminuée et sa construction simplifiée (par exemple 1'arbre 21 et les tourillons 22 et 23 en figure 5)• Le fonctionnement de cette variante de figure 5 est similaires à celui du dispositif de figure 4. La grume est centrée et mise en rotation de manière à obtenir la position de sciage la plus avantageuse. 30 L'aiguille 49 se déplace pour exciter un interrupteur 48 et à enclencher le circuit hydraulique automatique 43 de manière telle que le piston 44 fasse monter ou descendre le piston 45 qui est fixé sur le dispositif de blocage 50. Le dispositif de blocage 50 glisse vers le haut ou vers le bas dans le guide 51 et il 35 fait tourner la courroie 38.Après la première coupe,l'autre interrupteur 48 est excité et une rotation est effectuée comme flâna la variante de figure 4. La dimension minimale de grume qui peut être traitée par les mécanismes connus est limitée à un diamètre d'environ 200mm 40parce que l'ensemble du gabarit doit passer entre des lames de 89/70 70 03008 9 2029635 sciage;au contraire l'invention permet de traiter des gammes de 10 à 125mm de diamètre car seuls les mandrins doivent passer entre les lames de sciage, les dimensions des mandrins utilisés ne dépendent que du poids des grumes à traiter et elles n'ont au-5 cune relation critique avec le diamètre des grumes. Il est évident que des bois durs sont plus lourds que des bois mous et nécessitent des mécanismes à mandrins plus lourds pour les recevoir L'invention convient particulièrement pour une machine de sciage de bois durs ,mais il est clair qu'elle peut être également utili-10 sée avantageusement pour le traitement de grumes de bois mous. On notera aussi que le mécanisme de présentation est de petites dimensions,relativement peu coûteux et facile à installer sur des machines de sciage de toutes dimensions. Il peut être utilisé sur des machines de sciage fixes de grandes dimensions et égale-15 ment sur des scies portatives légères. 89/70 70 03008 2029635 -REVEUDICAIIOÏTS- 1»Chariot à grumes pour machines de sciage, qui peut se déplacer sur au moins un rail entre deux lames de sciage verticales espacées latéralement,et comportant des moyens de serrage à mandrins pour centrer axialement et fixer me grume dans le 5 chariot,ledit chariot étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de présentation montés séparément des moyens de serrage et reliés à ceux-ci de manière telle que la grume puisse être entraînée en rotation et maintenue dans une position angulaire désirée avant son engagement entre les lames de seie. 10 2• Chariot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de présentation comprennent un gabarit circulaire muni de plusieurs encoches radiales réparties circonférentielle-ment et pouvant ^ . recevoir un organe de blocage en vue de maintenir la grume dans une position désirée. 15 3« Chariot selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de présentation sont un gabarit tournant. 4. Chariot selon la revendication 3»caractérisé en ce que le mandrin et le gabarit sont reliés entre eux par tuie courroie ou une chaîne d* entraînement. 20 5« Chariot selon la revendication 4,caractérisé en ce que l'entraînement à chaîne est mis en position à la main. 6. Chariot selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entraînement à chaîne est mis en position par un. vérin hydraulique interconnecté. 25 7• Chariot selon la revendication 4,caractérisé en ce que l'entraînement à chaîne est mis en position par un moteur électrique interconnecté. 8. Chariot selon la revendication 4 , caractérisé en ce que les moyens de présentation comprennent un organe de blocage 30 pour les maintenir rigidement dans une position désirée. 9« Chariot selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de blocage est une broche engagée dans lesdites encoches. 10. Chariot selon la revendication 9,caractérisé en ce que 35 les encoches et la broche ont une forme conique. 11. Chariot selon la revendication 2,caractérisé en ce que l'organe de blocage est une vis à vernier. 12. Chariot selon la revendication 2,caractérisé en ce 89/ 70 70 03008 t 11 2029635 que l'organe de blocage est une pince à vis. 13. Chariot selon la revendication 2, caractérisé en ce que les encoches sont réparties à intervalles angulaires de 5° autour de la circonférence du gabarit. 5 14-. Chariot selon la revendication 2 ,caractérisé en ce que les encoches sont réparties à intervalles angulaires de 4-5° autour de la circonférence du gabarit. 15. Chariot selon la revendication 13»caractérisé en ce que le diamètre du gabarit est compris entre une et trois fois 10 le diamètre du mandrin. 16. Chariot selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de présentation comprennent un cadran et plusieurs interrupteurs à lames interconnectés avec un dispositif pour faire tourner la grume. 15 17* Chariot selon la revendication 16,caractérisé en ce que le dispositif pour faire tourner la grume comprend un vérin hydraulique relié au cadran et aux moyens de serrage à mandrins de manière à faire tourner la grume. 18. Chariot selon la revendication 17,caractérisé en ce 20 que le vérin hydraulique comporte à chaque extrémité une électrovanne de commande qui est reliée aux interrupteurs à lames de manière à assurer un écoulement du fluide contenu dans le vé£in dans une direction ou dans 11 autre en vue de commander la rotation de la grume dans une direction ou dans l'autre. 25 19* Chariot selon la revendication 16,caractérisé en ce qu'il comprend des organes limiteurs pour empêcher une .rotation de la grume pendant un mouvement de sciage du chariot. 20. Chariot selon la revendication 17,caractérisé en ce qu'il comprend une soupape hydraulique d'arrêt empêchant une fui- 30 te de fluide dans le vérin hydraulique. 21. Chariot selon la revendication 16,caractérisé en ce que le dispositif pour faire tourner la grume tourne automatiquement exactement de 90°, lorsqu'il est actionné par l'opérateur, à partir d'une position existante, vers-"la droite ou vers la gau- 33 che selon le parcours minimal "détecté" par le circuit électrique . 89/70