Brevet FR2151011A1 — publié le 19730413

L'invention concerne une écorceuse annulaire pour l'écorçage de troncs d'arbres, dans laquelle le tronc, traverse, résistant à la rotation, un anneau écorceur tournant, pourvu d'une ouverture centrale, et qui lui est à peu près perpendiculaire, anneau sur lequel sont fixés, frontalement, les bras formant outils d'écorçage qui peuvent tourner pour arriver sur le tronc dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation, et qui peuvent être serrés sur le tronc, par leur extrémité portant l'outil d'écorçage, au moyen d'un cylindre de vérin hydraulique, l'agent de pression destiné au vérin étant fourni par un groupe compresseur monté sur l'anneau d'écorçage, groupe qui comporte, pour régler la pression agissant sur le vérin, au moins une pompe et au moins une soupape de commande. Dans les écorceuses annulaires de ce type connues, il est prévu, sur l'anneau d'écorçage, une pompe à engrenages qui tourne avec lui. Sur le bout d'arbre de cette pompe, est calée une roue de friction qui roule sur l'anneau fixe. De ce fait, la pompe tourne et fournit en permanence à l'anneau d'écorçage, de l'huile venant d'un réservoir qui est ramenée par une soupape de surpression dans le réservoir. Dans la canalisation sous pression qui est entre la pompe et la soupape de surpression, il s'établit par suite une pression réglable qui agit sur le cylindre du vérin hydraulique qui attaque directement les bras écorceurs. la pression de serrage est fonction de la seule soupape de surpression.Elle peut être réglée pendant la course de l'anneau d'écorçage au moyen d'un organe électrique, soit en modifiant le réglage de la soupape de surpression, soit en sélectionnant, au moyen de soupapes magnétiques, des soupapes de surpression différentes dont les pressions différentes sont réglées à une valeur fixe. Dans l'un des cas, on utilise un servomoteur électrique à fonctionnement progressif, tandis que, dans l'autre cas, il faut prévoir un certain nombre de soupapes magnétiques avec le même nombre de soupapes de surpression. Le courant de commande est toujours fourni ici par des bagues collectrices. La construction est ainsi rendue onéreuse, est sensible aux perturbations et est difficile à protéger en raison de la présence des bagues collectrices qui, en raison de la grandéur du diamètre de l'anneau écorceur, présentent également un diamètre très grand. Dans l'anneau écorceur soumis en fonctionnement à d'importantes secousses, on doit éviter les appareils de commande délicats qui, à la longue, ne conviennent pas pour ce travail brutal. L'invention a pour but de réaliser une possibilité de commande plus simple, plus robuste, et par suite moins sensible aux pannes, pour modifier la force de serrage des outils d'écorçage pendant la marche de l'anneau écorceur, et qui garantisse un fonctionnement sans perturbations pendant une longue durée. On connalt sans doute déjà de nombreuses possibilités pour modifier la force de serrage des outils d'écorçage dans les écorceuses annulaires, mais toutefois, ces autres possibilités exigent un arrêt de l'anneau écorceur pour l'exécution du changement, ce qui fait perdre du temps et exclut toute adaptation de la pression d'écorçage au cours du passage d'un tronc. En conséquence, il s'agit tout particulièrement dans l'invention de faire en sorte que la pression d'écorçage puisse être modifiée pendant la rotation de l'anneau écorceur. Ce résultat est obtenu, suivant l'invention, en montant sur l'anneau écorceur, d'une façon connue, au moins un accumulateur de fluide de pression, dont la pression, que l'on peut faire monter en pompant du fluide de pression, et abaisser en laissant échapper ce fluide de pression, agit sur les vérins de serrage. Suivant une autre caractéristique, chaque pompe et chaque soupape de commande établie en soupape d'échappement comporte un organe de manoeuvre mobile vers l'intérieur de l'anneau, sollicité en marche vers l'extérieur de l'anneau écorceur, sur la trajectoire duquel peut toujours se déplacer au moins un segment d'impulsion s'étendant sur une partie de cette trajectoire, fixe sur le chssssis de la machine, par lequel sera poussé ensuite périodiquement, vers l'intérieur de l'anneau, l'organe de manoeuvre qui se présentera sur lui avec, chaque fois, mise en route de la pompe ou ouverture de la soupape d'échappement, organe qui retournera ensuite dans la position de départ avant la manoeuvre suivante sous la sollicitation agissant vers l'extérieur de l'anneau. L'invention réalise une commande purement hydraulique de la force de serrage, la transmission du signal de commande s'effectuant de la partie fixe à la partie tournante au moyen d'éléments robustes que l'on peut facilement établir pour leur assurer une longue durée. On n'aura en aucune façon besoin d'éléments délicats, mais seulement de pièces de construction dont on a constaté la longue durée même dans des conditions de fonctionnement brutales. Il y aura avantage à établir les segments d'impulsion de telle façon que les organes de manoeuvre les atteignent essentiellement sans choc. En outre, il est recommandé d'établir chaque segment d'impulsion pour la pompe de telle façon que la course que doit exécuter la pompe s'effectue avec une accélération essentiellement linéaire. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'anneau écorceur est un anneau creux, sur les surfaces frontales duquel sont posés, parallèlement à l'axe de rotation, des arbres qui les traversent, destinés aux bras d'écorçage, sur chacun desquels attaque un vérin presseur qui lui est propre fixé à l'intérieur de l'anneau écorceur. Un perfectionnement très avantageux de l'invention consiste à insérer toutes les pompes et toutes les soupapes d'échappement à partir de la circonférence de l'anneau écorceur, dans celui-ci, de façon qu'essentiellement seuls les organes de manoeuvre de ces éléments dépassent vers l'extérieur, les deux trajectoires des organes de manoeuvre ou groupes d'organes de manoeuvre, pour les pompes d'une part, et pour les échappements d'autre part, se trouvant de préférence à une distance réciproque symétrique par rapport au plan central de l'anneau écorceur. On obtiendra de cette façon une bonne utilisation de l'espace, et la sollicitation de l'anneau écorceur par les organes de manoeuvre sera régulière. Un autre perfectionnement important de l'invention consiste à utiliser plusieurs accumulateurs de fluide de pression, qui sont raccordés sur une canalisation principale commune conduisant aux vérins de serrage. Cela permet de donner à ces différents accumulateurs de fluide de pression des dimensions plus petites, ce qui permet de les loger d'une façon plus favorable qu'on ne pourrait le faire avec un seul accumulateur de grandes dimensions. Gråce à leurs faibles dimensions, les différents accumulateurs de fluide de pression peuvent aussi être posés dans l'intérieur de l'anneau écorceur, ce qui donne une construction particulièrement compacte. Il est particulièrement avantageux, dans ce sens, d'incorporer les accumulateurs de fluide de pression établis sous la forme d'un cylindre sollicité par un ressort avec un piston dans l'anneau écorceur dans des conditions telles qu'ils se trouvent entre les surfaces frontales, sensiblement parallèles à l'axe de rotation. Avec cette disposition, ils ne prennent qu'une place très restreinte dans le sens radial de l'anneau écorceur, où les conditions d'emplacement sont les plus critiques alors que la place ne leur est pas mesurée là où leur besoin de place est le plus grand, c'est-à-dire dans la direction de leur action car les dimensions de l'anneau écorceur parallèlement à l'axe de rotation ne jouent qu'un r81e très peu important par rapport à l'extension radiale. Une fixation particulièrement avantageuse en corrélation avec l'invention, qui garantit une marche peu bruyante et ne causant qu'une faible usure, consiste à monter l'anneau écorceur sur le châssis de la machine rotatif au moyen de deux groupes de galets de roulement qui l'attaquent sur la circonférence, et immobile radialement et axialement, les galets de roulement de chaque groupe s'appuyant, en trois points au minimum, répartis à des distances régulières sur la circonférence, sur l'une ou l'autre de deux surfaces de roulement annulaires obliques de l'anneau écorceur. Grâce à l'obli- quité correspondante de la position de leurs axes de rotation, les surfaces obliques de l'anneau s'étendent près de ses surfaces frontales sur sa circonférence et présentent des inclinaisons de sens opposé par rapport à l'axe de rotation. La description ci-après et les dessins annexés représentent un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente une écorceuse annulaire, en vue schématique vue d'avant dans la direction de l'avancement des troncs. - La figure 2, l'écorceuse annulaire de la figure l, vue de côté en coupe, le long de ligne II-II de la figure 1. - La figure 3 montre, en coupe, un accumulateur de fluide de pression vu sur la ligne de coupe III-III de la figure 1, et - La figure 4, le tableau de commande hydraulique de l'écorceuse annulaire des figures 1 à 3. L'écorceuse annulaire représentée dans les dessins présente un anneau écorceur 1, établi sous la forme d'un anneau creux avec des surfaces frontales la, lb perpendiculaires à l'axe de rotation 2, et qui comporte, sur la circonférence extérieure, des surfaces de roulement annulaires ia, 3b, inclinées en sens contraire par rapport à l'axe de rotation 2, se raccordant directement aux surfaces frontales la, lb. Par ces surfaces de roulement, l'anneau repose, à rotation sur le chassies de la machine, entre trois paires de galets décalées régulièrement l'une par rapport à l'autre dans le sens de la circonférence.Les galets 4a, 4b de chaque paire reposent sur les extrémités d'une bielle 5 qui peut tourner autour d'un axe 6 fixé sur le châssis de la machine, leurs axes de rotation 4c présentant sensiblement le même angle d'inclinaison par rapport à l'axe de rotation que les surfaces de roulement 3a et 3b de l'anneau écorceur 1. En raison de la disposition indiquée, les galets de roulement 4a, 4b absorbent les forces dirigées radialement, ainsi que les forces de poussée qui s'étendent axialement dans la direction de l'axe de rotation 2, auxquelles est soumis en marche l'anneau écorceur 1. L'entraSnement de l'anneau écorceur 1 s'effectue suivant la figure 2 au moyen d'une courroie, qui l'enserre sur la plus grande partie de sa circonférence, sur une surface annulaire 7 qui se trouve à peu près au milieu entre les surfaces obliques 3a, 3b, s'étendant parallèlement à l'axe de rotation 2, coaxialement avec ce dernier, et qui passe sur une poulie, qui n'est pas représentée dans la figure, d'un dispositif moteur monté sur le châssis de la machine. Sur les faces frontales la, lb sont montés rotatifs des arbres 8 traversant l'anneau écorceur parallèlement à l'axe de rotation, qui portent sur le c8té de l'anneau tourné vers les troncs arrivant, en dehors de celui-ci, des bras porte-outils 10, qui attaquent avec leurs outils d'écorçage qui se trouvent à leurs extrémités libres, la circon férence du tronc à écorcer, et qui peuvent tourner au moyen de l'arbre 8. Sur chaque arbre 8 agit, par l'intermédiaire d'un levier 8a, un vérin de serrage 9 monté sur l'anneau écorceur 1, dans des conditions telles qu'il tend à faire tourner l'outil d'écorçage afférent vers le tronc quand il est soumis à la pression. Les vérins de serrage 9 se trouvent à l'intérieur de l'anneau écorceur 1 et y sont montés rotatifs sur un axe rigide ll par rapport à cet anneau, l'axe ll s'étendant parallèlement à l'arbre 8. Le nombre des vérins de serrage, des arbres et des bras porte-outils se réglera d'après les conditions de marche. Dans l'exemple représenté, il est prévu six de chacun de ces éléments. Les surfaces de roulement annulaires 3a, 3b sont à une certaine distance de la surface 7 de la courroie de transmission qui se trouve au milieu, et dans les parties de la paroi de l'anneau écorceur 1 qui se trouvent entre elles, sont fixées sur cet anneau, sur une trajectoire commune, d'un côté de la courroie 7 (dans la figure 2 à droite) trois pompes P, et de l'autre côté de cette surface, trois soupapes d'échappement A. Chaque fois une pompe P et une soupape A se trouvent sensiblement sur un même plan parallèle à l'axe de rotation 2, par rapport au plan central. Les pompes P et les soupapes d'échappement A sont décalées entre elles dans le sens de la circonférence d'environ 1200.Elles sont enfoncées dans l'anneau écorceur 1 assez loin pour qu'essentiellement seul l'organe de-manoeuvre 12 muni à son extrémité d'un galet dépasse hors de l'anneau. Les organes de manoeuvre sont tous sollicités vers l'extérieur (par un ressort par exemple) aussi bien pour les pompes P que pour les soupapes d'échappement A, et peuvent être poussés radialement vers l'intérieur pour le fonctionnement du piston de la pompe ou pour l'ouverture de la soupape d'échappement. Pour assurer à volonté le déplacement précité des organes de manoeuvre 12, sont prévus, sur le châssis de la machine, des segments d'impulsion 13 s'étendant sur une partie de la circonférence de l'anneau 1, sur lesquels rouleront les galets prévus sur les extrémités des organes de manoeuvre 12.Les segments d'impulsion 13 sont fixés à une extrémité sur le châssis de la machine, de façon à pouvoir tourner sur un axe 13a, parallèle à l'axe de rotation 2, et de façon à pouvoir pivoter, au moyen d'un dispositif de commande attaquant l'autre extrémité, qui est indiqué dans la figure 1 sous la forme d'une tringle, sur l'axe de rotation 13a, dans une mesure telle que dans une des positions extrêmes qui est indiquée en trait plein dans la figure 1, et qui représente la position de repos, les galets des organes de manoeuvre 12 passent devant le segment 13 en question sans le toucher, tandis que, dans la position indiquée en tirets dans la figure 1 et qui est l'autre position extrême représentant la position de travail, ces galets, venant de la droite, montent essentiellement sans choc sur la surface de roulement 13b qui se rapproche alors progressivement, tournée vers l'anneau écorceur 1, et sont alors poussés vers l'intérieur radialement jusqu'à ce que soit atteinte l'extrémité du segment 13, pour mettre en route la pompe P afférente ou pour ouvrir la soupape d'échappement A afférente. Pour chacune des deux trajectoires, des pompes d'une part, et des soupapes d'échappement d'autre part, il est prévu au moins un tel segment d'impulsion 13 avec le dispositif de commande 14 afférent. Suivant la figure 4, les pompes P prélèvent le fluide de pression, en passant par la soupape de non-retour R1, d'un récipient de réserve V, monté sur l'anneau écorceur 1, qui n'est pas illustré dans les figures 1 à 3, et l'envoient, par l'intermédiaire d'une soupape de non-retour R2, à une canalisation principale H, qui conduit aux vérins de serrage 9. A cette canalisation principale H est raccordé un groupe accumulateur de fluide de pression sous la forme de plusieurs accumulateurs qui sont montés en parallèle entre eux. Ces accumulateurs de fluide de pression 15 sont exécutés suivant la figure 3 sous la forme d'un cylindre accumulateur de pression 17, sollicité par un ressort 16, dont le cylindre est mobile et le piston fixe par rapport à l'anneau écorceur, et s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 2 entre les surfaces frontales la et lb. Le ressort 16 s'appuie entre l'une des faces frontales la de l'anneau et un collet 17a du cylindre accumulateur de fluide de pression 17. De cette façon, on peut insérer les cylindres accumulateurs de fluide de pression 17, de la façon la plus favorable au point de vue encombrement, dans l'anneau 1. Comme il y a, là, place pour un grand nombre de ces appareils, ils peuvent présenter ensemble une importante possibilité d'accumulation en fluide de pression. La pression produite par les pompes P dans les accumulateurs de fluide de pression 15 est déterminante pour la force avec laquelle les.outils d'écorçage, montés sur les extrémités des bras 10, sont serrés sur le tronc, et augmente naturellement avec la fréquence des courses pour lesquelles les pompes sont actionnées, c'est-à-dire avec le nombre des rotations de l'anneau écorceur 1 pendant lesquelles le segment d'impulsion afférent 13 a été mis dans sa position de travail au moyen du dispositif de commande 14. Par le choix d'une durée plus longue ou plus courte d'embrayage, l'opérateur a la possibilité de faire monter cette pression pendant la rotation de l'anneau écorceur 1 autant que l'exige précisément le fonctionnement. On peut prévoir sur l'anneau écorceur un instrument indicateur de la pression dans les accumulateurs 15 que l'on pourra lire par exemple stroboscopiquement. Pour protéger le vérin de serrage et les accumulateurs de fluide de pression contre la surpression, il est prévu une soupape à maximum W posée sur l'anneau écorceur 1, par laquelle la surpression est dirigée de la canalisation principale H vers le récipient de réserve V. La pression, que l'on peut faire monter au moyen des pompes P dans les accumulateurs de fluide de pression 15, peut être abaissée au moyen des soupapes d'échappement, qui sont raccordées, comme les pompes P, parallèlement entre elles, sur la canalisation principale H et qui laissent échapper le fluide de pression de celle-ci, quand elles sont ouvertes. Cette manoeuvre s'effectue du fait que le segment d'impulsion 13 qui leur est associé, et qui est établi et monté de la même façon que le segment 13 des pompes, est amené, au moyen du dispositif de commande 14 afférent, dans la position de travail, et déplace alors vers l'intérieur chacun des organes de manoeuvre 12 montant qui ouvre alors de son côté a soupape d'échappement afférente.On se rend compte facilement que, de cette façon, chaque soupape d'échappement n'est ouverte qu'un court moment à chaque rotation, ce qui fait que la pression ne baisse dans la canalisation principale H que très peu chaque fois. La chute de pression est ainsi, elle aussi, fonction du nombre de rotations de l'anneau écorceur 1 pendant lesquelles le segment d'impulsion 13 est engagé dans la position de travail. Comme ce nombre est à la disposition de l'opérateur et lui pérmet de déterminer la durée, il peut ainsi fixer aussi à volonté la descente de la pression. La force de serrage peut être ainsi ajustée à tout moment pendant que l'anneau écorceur-l tourne en plus ou en moins, suivant que l'opérateur actionne le dispositif de commande des pompes ou le dispositif de commande des soupapes d'échappement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVED I CAT IONS 10) Ecorceuse annulaire pour l'écorçage des troncs dans laquelle le tronc traverse, en résistant à la rotation, un anneau écorceur tournant perpendiculaire à lui, sur les faces frontales duquel sont fixés des bras porteoutils qui sont poussés sur le tronc par leur extrémité portant l'outil au moyen d'un vérin de serrage hydraulique, le fluide de pression destiné au vérin étant fourni par un groupe monté sur l'anneau écorceur qui comporte, pour ajuster la pression qui agit sur le vérin, au moins une pompe et au moins une soupape de commande, écorceuse caractérisée en ce que, d'une façon connue, il est monté sur l'anneau écorceur (1) au moins un accumulateur de fluide de pression (17), dont la pression, que l'on peut augmenter en pompant, et que l'on peut diminuer en laissant échapper le fluide, agit sur le vérin de serrage (9). 20) Ecorceuse suivant la revendication 1 caractérisée en ce que chaque pompe et chaque soupape de commande établie en soupape d'échappement (A) comporte un organe de manoeuvre (12), sollicité en marche vers l'extérieur de l'anneau et qui peut être poussé vers l'intérieur de l'anneau, sur la trajectoire duquel peut venir se placer à volonté au moins un segment d'impulsion (13) fixe sur le châssis de la machine s'étendant sur une zone partielle de ce châssis, par lequel l'organe de manoeuvre (12), montant périodiquement sur lui, est poussé vers l'intérieur de l'anneau en manoeuvrant chaque fois la pompe (P), ou en ouvrant la soupape d'échappement (A), pour retourner ensuite, avant la manoeuvre suivante dans sa position de départ sous l'effet de la sollicitation qui agit dans la direction de l'extérieur de l'anneau. 30) Ecorceuse suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les segments d'impulsion (13) sont établis de telle façon que les organes de manoeuvre (12) les atteignent essentiellement sans choc. 40) Ecorceuse suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque segment d'impulsion des pompes (12) est établi de telle façon que chaque course de pompe qui doit s'effectuer se développe avec une accélération essentiellement linéaire. 50) Ecorceuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'anneau écorceur (1) est un anneau creux sur les surfaces frontales (la, lb) duquel sont montés des arbres (8) qui le traversent parallèlement à l'axe de rotation, destinés au bras d'écorçage (10), sur chacun desquels agit un cylindre de serrage (9) qui lui est propre, fixé dans l'intérieur de l'anneau écorceur (1). 60) Ecorceuse suivant l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisée en ce que toutes les pompes (P) et toutes les soupapes d'échappement (A) sont insérées dans l'anneau écorceur (1), à partir de sa circonférence extérieure au point que seul, l'organe de manoeuvre (12) ou les groupes d'organes de manoeuvre (12) dépassent de cette circonférence vers l'extérieur, les deux trajectoires des organes de manoeuvre (12), ou des groupes d'organes de manoeuvre (12), pour le pompage d'une part et pour l'échappe- ment d'autre part, se trouvant à une distance réciproque de préférence symétrique par rapport au plan central de l'anneau écorceur. 70) Ecorceuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'on prévoit plusieurs accumulateurs (17) d'agent de pression, qui sont connectés sur une canalisation principale commune (H) conduisant aux cylindres de serrage (9). 80) Ecorceuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les accumulateurs d'agent de pression (17) sont placés dans l'intérieur de l'anneau écorceur (1). 90) Ecorceuse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que les accumulateurs d'agent de pression, établis de préférence sous la forme de cylindres (17) sollicités par un ressort et comportant un piston (18) reposent dans l'anneau écorceur (1), entre ses surfaces frontales (la, lb) à peu près parallèlement à l'axe de rotation (2). 100) Ecorceuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'anneau écorceur (1) est monté, dans le cassis de la machine (20), rotatif au moyen de deux groupes de galets de roulement (4a, 4b) qui l'attaquent sur sa circonférence, et immobile dans les sens radial et axial, les galets de roulement (4a, 4b) de chaque groupe s'appuyant sur l'une (3a), ou l'autre (3b) de deux surfaces de roulement obliques (3a, 3b) de l'anneau écorceur (1) avec une position d'une obliquité correspondante de leur axe de rotation (4c), en trois points de préférence équidistants sur la circonférence. 110) Ecorceuse suivant la revendication 10, caractérisée en ce que les galets de roulement (4a, 4b) sont chaque fois disposés par paires sur les points de repos de la circonférence de l'anneau écorceur (1), les galets de chaque paire (4a, 4b) se trouvant sur les extrémités d'une bielle (5) qui est montée de façon à pouvoir pivoter à peu près en son milieu sur le châssis de la machine (20).