Brevet FR2309133A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne une machine d'abattage et de façonnage d'arbres. Plus particulièrement, cette machine se monte sur un engin automoteur tel qu'un tracteur, et permet d'effectuer, sans interruption, ni reprise les opérations d'abattage, d'ébranchage et de tronçonnage d'un arbre. Les équipements actuellement connus n'intègrent pas ces différentes opérations ; on connaît cependant des équipements d'ébranchage comportant un bâti sur lequel sont montés des rouleaux d'entralnement à génératrices droites ou hélicodales et des couteaux fixes et mobiles. Les couteaux mobiles agissent d'un seul et même côté) pour enserrer l'arbre contre le bâti et les couteaux fixes. L'axe de défilement de l'arbre dans ltébrancheur est défini par la génératrice qui est en contact avec le bâti et les couteaux fixes. L'application de l'arbre sur le support et les couteaux fixes crée des efforts résistants qu'il faut vaincre. D'autre part, si l'arbre est mal conformé, les couteaux fixes ne peuvent suivre la courbure de I'arbre. De même, les couteaux fixes et mobiles ont généralement des formes cylindriques définies par la circonférence de l'arbre de diamètre maximal admissible dans ltebrancheur. Au cours de l'ébranchages la circonfé- rence de l'arbre variant avec sa décroissance, les couteaux laissent des espaces libres et, par voie de conséquence, arasent insuffisamment' le tronc. On connait également des sécateurs permettant d'effectuer des coupes de tiges et troncs cependant, la plupart des sécateurs existant comportent un châssis sur lequel sont articulées des lames coupantes Celles-ci sont actionnes par des vérins fixés au châssis. En raison des efforts importants qui sont à transmettre sur les lames, les vérins doivent développer de très gros efforts et leur point d'application ainsi que le châssis doivent être largement dimensionnés et très résistantso La présente invention a d'une part, pour but de remédier aux inconvénients observés sur les équipements connus et, d'autre part, se propose de créer une machine susceptible d'effectuer l'ensemble des opérations sans nécessiter de reprises des troncs, donc en assurant une économie appréciable de main d'oeuvre. A cet effet, l'invention concerne une machine d'abattage et de façonnage des arbres qui se compose d'un ensemble support et d'un équipement abatteur-ébrancheurtronçonneur, adaptables sur un engin automoteur, l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur étant constitué d'un bâti supportant les organes d'abattage-tronçonnage et d'ébranchage, lesdits organes étant sensiblement calés sur le même axe, l'organe d'abattage, effectuant également le tronçonnage, étant disposé à l'une des extrémités du bâti et constitué par un outil de coupe, l'organe d'ébranchage comportant au moins deux couteaux enserrant l'arbre et au moins deux rouleaux à picots dont les positionnements sont réglables aux moyens de vérins. L'ensemble support est constitué d'un bâti articulé à l'engin automoteur et inclinable en avant et arrière, d'un dispositif d'avance et de recul, d'une glissière latérale, de bras de relevage et basculement de l'arbre > sur lesquels est monté l'équipement abatteur-ébrancheur- tronçonneur. Ainsi, les différents organes se trouvent regroupés sur la même machine et permettent, après une première prise du tronc au moment de sa coupe, d'effectuer, à la suite, les opérations d'ébranchage et de tronçonnage. De plus, la constitution de l'ensemble support permet une adaptation facile de l'équipement à l'arbre après un positionnement préliminaire du tracteur, grâce notamment au bâti articulé, au dispositif articulé et à la glissière latérale. Selon une autre caractéristique, l'outil de coupe est un sécateur composé de deux lames coupantes articulées autour d'un axe commun, de deux vérins dont les corps sont articulés sur les lames, les tiges de chacun des vérins actionnant des bielles également articulées sur les lames, et solidaires de galets formant tambours d'enroulement, d'au moins une chaîne dont les extrémités sont fixées à chacun des galets de chacune des lames, la rotation des bielles sous l'action des vérins entraînant 1 enroulement de la chaîne sur les galets et, par suite1 la fermeture du sécateur, et d'un vérin dont le corps est fixé à l'une des lames, la tige étant fixée à l'autre, ledit vérin assurant l'ouverture du sécateur. Ainsi, les efforts nécessaires à la fermeture du sécateur sont développés par chacun des vérins et leur réaction n'est plus ici transmise à un bâti, mais se trouve interne à chacune des lames : il s'ensuit un allégement du bâti et la possibilité de développer des efforts plus grands de coupe, grâce en particulier aux bielles et aux galets. Selon une autre caractéristique, le profil des galets est variable et fonction de l'effort de coupe. Cette disposition permet donc une adaptation du s.écateur au travail demandé. Selon une autre caractéristique, l'organe d'ébranchage comprend quatre couteaux, actionnés par des vérins et articulés sur le bâti, les couteaux étant disposés deux à deux symétriquement, et deux bras articulés portant des rouleaux à picots dont le positionnement est réglé par des vérins disposés entre les bras et le bâti, lesdits rouleaux étant mas en rotation. Les couteaux sont jumelés par paire, un vérin, non relié au bâti supportant les couteaux1 disposé entre les couteaux d'une même paire assurant leurs mouvements relatifs. Les couteaux sont à double tranchant et présentent un profil de coupe à plusieurs arcs de cercle de rayons diffé- rents. ~ Ainsi, les arbres sont ébranchés, quel que soit leur diamètre sur toute leur longueur, les couteaux s'adaptant au profil de l'arbre : de plus, l'arbre est mû par les rouleaux, sensiblement selon son axe, grâce à la forme en diabolo de ces derniers, ce qui présente l'avantage d ' amener les sections des troncs devant les différents organes toujours dans la même position. Selon une autre caractéristique, les rouleaux à picots présentent une forme en diabolo, l'axe de la section qu'ils délimitent entre eux étant sensiblement le même que l axe de la section délimitée par les couteaux. Ainsi, l'arbre n'est plus tiré par les rouleaux1 en étant en appui sur les couteaux fixes, mais il se trouve centré dans les rouleaux et il en est de même dans les couteaux, ce qui permet d'éviter les inconvénients des dispositifs antérieurs. Selon une autre caractéristique, l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur comporte un dispositif de mesure de longueur composé d'un rouleau maintenu constamment en contact avec le tronc de l'arbre couplé avec un générateur d'impulsions électriques convertissant la longueur en impulsions, et un compteur d'impulsions avec présélection donnant un signal électrique quand la longueur de consigné est atteinte, ce signal commandant l'arrêt des rouleaux et le fonctionnement de l'outil de coupe. Ainsi, ce dispositif permet d'effectuer des découpes à longueurs constantes des troncs et facilite la tâche de l'opérateur, tout en augmentant son rendement. Cette disposition est en particulier nécessaire si le défilement des troncs est rapide car l'ouvrier ne pourrait pas coordonner suffisamment rapidement ses mouvements de plus, elle constitue une sécurité, le mouvement du sécateur étant bloqué par le dispositif durant le défilement de l'arbre. Compte tenu du fait, d'autre part, que les transmissions des mouvements sont hydrauliques, le signal commande le relai d'une ou plusieurs électrovannes assurant la ou les distributions de fluides aux organes de coupe et d'ébranchage. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description des figures ci-après, dans lesquelles - la figure 1 montre la machine d'abattage et de façonnage des arbres, en élévation, - la figure 2 est une vue en plan de la machine d'abattage et de façonnage des arbres, - la figure 3 représente une élévation de la même machine, en position d'ébranchage et de tronçonnage, - la figure 4 est une vue perspective de principe des organes d'ébranchage et de tronçonnage de 1 'équi- pement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, - la figure 5 est une vue en plan du sécateur, en position d'ouverture, - la figure 6 est une vue en plan du sécateur, en position de fermeture, - la figure 7 est une vue en plan des couteaux d'ébranchage, - la figure 8 montre divers types de couteaux à profils de coupe à plusieurs arcs de cercle de rayons différents (8A et 8B), - la figure 9 est une vue en plan de positions différentes des couteaux d'ébranchage (cas de troncs d'arbres de diamètres différents), - les figures 10, 11, 12 représentent divers montages possibles de l'équipement abatteur-ébrancheurtronçonneur. Les figures 1 et 2 montrent la machine d'abattage et de façonnage des arbres montés sur un tracteur. Selon ces figures, la machine comporte un ensemble support sur lequel se monte un équipement capable d'abattre, ébrancher et tronçonner les arbres. Ces opérations de préparation des bois sont effectuées par la machine dans l'ordre cité ; l'abattage et le tronçonnage sont exécutés par le même outil de coupe pouvant être un sécateur ou une scie. L'ensemble support et équipement est ici adapté sur un tracteur, mais il peut être monté sur d'autres véhicules. L'ensemble support comprend essentiellement : un bâti 1 articulé ia au tracteur T et inclinable en avant et arrière sous l'action d'un ou deux vérins 2, un dispositif articulé d'avance ou de recul 3, une glissière latérale 4, deux bras de relevage et basculement de l'arbre 5 entre lesquels est monté l'équipement abatteur-ébrancheurtronçonneur 6. Le support assure les divers mouvements décrits ci-après ; le bâti 1 et les bras 5 permettent l'orientation de l'équipement abatteur-ébrancheur-tronconneur. Le dispositif articulé 3, par un mouvement d'avance ou de recul, sert à introduire l'arbre à abattre dans l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, lorsque le tracteur T est à l'arrêt. La glissière latérale 4 assure la translation des deux bras 5 et de l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur 6 vers l'un ou l'autre côté du tracteur (figure 2). Les deux bras de relevage 5 commandent simultanément le relevage et basculement de arbre vers l'avant. Cette opération est plus clairement montrée à la figure 3. Les articulations 51 et 52 des bras 5 sont liées mécaniquement pour effectuer le renversement de l'ensemble 6 portant l'arbre A pendant le levage des bras 5. L'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur est décrit ci-après : les figures 4, 5, 6, 7, 8, 9 en montrent différents organes. Cet équipement comporte un organe d'abattageetun organe d'ébranchage montés sur le même bâti, lui-même pris entre les bras 5 de l'ensemble support. Ces organes présentent sensiblement le même axe afin que l'arbre puisse être traité de manière continue par chacun d'eux. Les organes d'abattage peuvent revêtir diverses formes de réalisation telles que scie à chaîne ou scie circulaire : dans la description ci-après, ces organes sont constitués par des sécateurs dont le mode de réalisation particulier permet de résoudre plus aisément le problème de coupe. Le sécateur disposé à l'une des extrémités du bâti de l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur comprend les éléments suivants (voir figures 5, 6, 7, 8, 9) deux lames coupantes ai et a2 articulées en b, deux vérins c1 et c2 dont les corps de vérins sont articulés sur les lames al et a2. Les tiges actionnent deux bielles dl et d2 articulées sur les lames en el et e2, deux galets-fi et f2 solidaires des bielles di et d2, enroulent la chaîne g lorsque les tiges de vérins commandent la rotation des bielles di et d2. La sortie complète des tiges de vérins ai et a2 entraîne la rotation des galets fi et f2 qui enroulent la chaîne pour fermer les lames coupantes. Le profil des galets ai et a2 peut être circulaire ou en forme de came pour obtenir les efforts de coupe désirés, pendant le cycle de travail. Un vérin h ou tout autre mécanisme permet l'ouverture des lames après la coupe. Le sécateur présente ainsi l'avantage de ne pas nécessiter de châssis support, l'effort de coupe étant alors transformé en une force interne à chaque lame. De plus, les vérins sont de faible dimension, compte tenu de la démultiplication de l'effort apporté par les bielles. Enfin, il résulte de ces dispositions, une coupe nette et franche obtenue grâce à un sécateur d'encombrement réduit. De plus, l'effort de coupe est variable pendant la coupe grâce au profil des galets. Les vérins transmettent l'effort sur les lames en l'augmentant d'une valeur proportionnelle au bras du levier. L'organe d'ébranchage se trouve disposé sur le même axe que le sécateur abatteur-tronçonneur . Son rôle est, d'une part, d'assurer l'ébranchage et, d'autre part de faire avancer l'arbre dans l'équipement pour permettre son tronçonnage. A cet effet, il est d'ailleurs souvent couplé à un dispositif de mesure de longueur qui sera plus précisément décrit ultérieurement. L'ébrancheur représenté à la figure 4 se compose : d'un bâti, en tôle mécano soudée sur lequel-sont montés, d'une part, des couteaux, d'autre part, des bras articulés porteurs de rouleaux. Les quatre couteaux 1, sont actionnés par des vérins et enserrent l'arbre de quatre côtés diamétralement opposés deux à deux, sans 1 appuyer sur le bâti. Les couteaux sont à double tranchant. Leur forme (voir figures 8A et 8B est donnée par la courbe tangente à plusieurs arcs de cercle de différents rayons permettant de couvrir les circonférences de l'arbre avec un minimum d'espaces libres. Ainsi obtient-on un meilleur arasage des troncs. Les deux bras articulés portent des rouleaux 2 à picots dont l'écartement et le rapprochement sont commandés par uK vérin. Les rouleaux, mis en rotation dans les deux sens, entraînent l'arbre à travers les quatre couteaux. L'arbre est toujours centré dans les rouleaux grâce à leur forme de diabolo. Grâce à ces dispositions, l'arbre n'est pas en appui sur le bâti pour limiter les efforts résistants, mais il défile à travers l'ébrancheur, suivant l'axe du tronc. Pour permettre aux rouleaux et couteaux de rester constamment en contact sur le tronc et suivre sa courbure, dans le cas d'arbres mal conformés, différents modes de montage peuvent être envisagés tels que : débattement des rouleaux et fermeture symétrique des couteaux, fermeture symétrique des rouleaux et débattement des rouleaux, débattement des rouleaux et couteaux. Le dispositif de mesure des longueurs se monte sur l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur. Sa présence n'est, bien entendu, pas indispensable pour le fonctionnement du présent équipement, mais en améliore le résultat dans la mesure où il permet une découpe à longueurs égales des troncs. Il se compose - d'un rouleau maintenu constamment en contact sur le tronc. Placé -après les couteaux ébrancheurs, il est entraîné en rotation par le déplacement de l'arbre, - d'un générateur d'impulsions électrique convertit une longueurs en un certain nombre d'impulsions. I1 totalise ou décompte le8 impulsions suivant que l'arbre avance ou recule dans l'ébrancheur. - d'un compteur d'impulsions avec présé- léction donnant un signal électrique quand le nombre d'impulsions correspond à la longueur choisie. I1 permet - l'obtention d'une longueur de découpe, - le préréglage de la longueur de découpe choisie, - l'arrêt automatique des rouleaux d'entraînement de l'arbre, - l'automatisation totale des opérations d'ébranchage et tronçonnage, - avec l'adjonction de plusieurs présélecteurs, la découpe de longueurs différentes. Les figures 10, il et 12 représentent divers montages de l'équipement d'abattage-ébranchage-tronçonnage dans lesquels l'engin auto-moteur est une grue. La figure 10 représente une machine dans laquelle l'équipement ébrancheur-tronçonneur est monté sur la grue, l'équipement d'abattage étant monté à l'extrémité de la flèche de la grue. La figure il représente un autre mode de réalisation dans lequel l'équipement abatteur-ébrancheurtronçonneur est monté sur la grue, la flèche de la grue étant munie d'un grappin pour la prise des troncs et leur amenée dans l'équipement. La figure 12 représente un mode de réalisation dans lequel l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur est monté à l'extrémité de la flèche de l'engin ou à l'extré- mité d'un rotator ; l'énergie nécessaire au mouvement de l'é- quipement ëst fournie par l'engin, le positionnement de l'équipement pour l'abattage, l'ébranchage et le tronçonnage étant assuré par la flèche de la grue. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Machine d'abattage et de façonnage d'arbres capable d'abattre, ébrancher et tronçonner les arbres, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un ensemble support et d'un équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, adaptables sur un engin auto-moteur, l'équipement abatteur ébrancheur tronçonneur étant constitué d'un bâti supportant les organes d'abattage-tronçonnage et d'ébranchagç, les dits organes étant sensiblement calés sur le même axe, l'organe d'abattage effectuant également le tronçonnage1 étant disposé à l'une des extrémités du bâti et constitué par un outil de coupe, l'or- gane d'ébranchage comportant au moins deux couteaux enserrant l'arbre et au moins deux rouleaux à picots dont les positionnements sont réglables aux moyens de vérins. 20) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication i, caractérisée en ce que l'ensemble support est constitué d'un bâti articulé a l'engin automateur et inclinable en avant et arrière, d'un dispositif d'avance et de recul,d'une glissière latérale,-de bras de relevage et basculement de larbressur lesquels est monté l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur. 30) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication 2, caractérisée en ces que la glissière latérale se compose d'un bâti solidaire du tracteur et d'un bâti mobile supportant l'équipement abatteur, ébrancheur tronçonneur1 des vérins hydrauliques assurant cette translation, et le. dispositif d'avance et de recul étant constitué par un parallélogramme déformable dont l'une des diagonales est composée d'un vérin, le corps dudit vérin étant solidaire d'un des sommets du parallélogramme, la tige étant solidarisée au sommet opposé. 4 ) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil de coupe est un.sécateur composé de deux lames coupantes articulées autour d'un axe commun, de deux vérins dont les corps sont articulés sur les lames, les tiges de chacun des vérins actionnant des bielles également articulées sur les lames, et solidaires de galets formant tambours d'enroulement d'au moins une chaîne dont les extrémités sont fixées à chacun des galets de chacune des lames, la rotation des bielles sous l'action des vérins entraînant l'enroulement de la chaîne sur les galets et par suite la fermeture du sécateur et d'un vérin dont le corps est fixé à l'une des lames, la tige étant fixée à l'autre, ledit vérin assurant l'ouverture du sécateur. 50) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le profil des galets est variable et fonction de l'effort de coupe. 60) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication i, caractérisée en ce que l'organe d'ébranchage comprend quatre couteaux- actionnés par des vérins, et articulés sur le bâti, les couteaux étant disposés deux à deux symétriquement, et deux bras articulés portant des rouleaux à picots dont le positionnement est régi par des vérins disposés entre les bras et le bâti, leadits rouleaux étant mûs en rotation. 70) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication 6, caractérisée en ce que les couteaux sont jumelés par paires, un vérin, non relié au bâti supportant les couteaux, disposé entre les couteaux d'une même paire assurant leurs mouvements relatifs. 80) Machine d'abattage et de façonnage selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les couteaux sont à double tranchant et présentent un profil de coupe à plusieurs arcs de rayons différents. 9 ) Machine d'abattage et de façonnage d'arbres, selon l'une quelconque des revendications i à 8, carac terisée en ce que les rouleaux à picots présentent une forme en diabolo, l'axe de la section qu'ils délimitent entre eux, étant sensiblement le même que l'axe de la section délimitée par les couteaux. 100) Machine d'abattage et de façonnage d'arbre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'équipement abatteur ébrancheur tronçonneur comporte un dispositif de mesure de longueurs permettant une découpe de troncs à longueur égale. 11 ) Machine d'abattage et de façonnage d'arbres, selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de longueur est composé d'un rouleau maintenu constamment en contact avec le tronc d'arbre et couplé avec un générateur d'impulsions et d'un compteur d'impulsions avec pré-sélection donnant un signal électrique quand la longueur de consigne est atteinte, ce signal commandant l'arrêt des rouleaux et le fonctionnement de l'outil de coupe. i2 ) Machine d'abattage et de façonnage d'arbres, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur est monté sur une grue constituant l'engin auto-moteur, la flèche de la dite grue étant l'ensemble support. 130) Machine d'abattage et de façonnage selon la revendication li caractérisée en ce que l'équipement abatteur-ébrancheur-trdnçonneur est monté sur la grue, la flèche de la dite grue comportant un grapin de prise des arbres et d'amenée des dits arbres dans l'équipement.