Brevet FR2499896A1 — publié le 19820820

i La présente invention concerne un dispositif pour couper des troncs d'arbres, dispositif notamment destiné à être monté sur un véhicule tel que par exemple un tracteur, et qui se compose d'une pièce de base munie d'un orifice de réception pour les troncs d'arbres, d'au moins un bras de retenue, pivo- tant, pour venir derrière le tronc d'arbre correspondant ainsi qu'un couteau monté pivotant et constitué par une pièce en acier, en forme de plaque, le couteau, le ou les bras de retenue et le cas échéant la pièce de base étant susceptibles d'être entraînés par des moyens hydrauliques, pneumatiques et/ou méca- niques. On connaît déjà quelques modes de réalisation de dispositifs pour couper des arbres; ces dispositifs comportent des couteaux pivotant autour d'un axe. Dans ces modes de réali- sation, les couteaux sont libres, une extrémité étant maintenue dans un palier. Lors de l'utilisation de tels dispositifs, on a constaté que les couteaux ne décrivent pas toujours exactement un plan déterminé par rapport au tronc d'arbre, mais dévient de façon non négligeable, vers le haut ou vers le bas. Ainsi, le couteau échappe aux sections particulièrement dures du tronc d'arbre, si bien que des contraintes énormes s'exercent à la fois sur le couteau et sur le palier. Lorsque de tels couteaux sont uniquement suspendus à un axe de palier, les déformations mécaniques qui en découlent après un court temps de travail, rendent le dispositif inutilisable. Un inconvénient particulière- ment important se présente dans le cas de deux couteaux mobiles l'un par rapport à l'autre et qui risquent de décrire des che- mins totalement différents dans le tronc d'arbre, et passent l'un audessus de l'autre à une distance correspondante dans la partie médiane, si bien qu'il faut pratiquement arracher les fibres non coupées du tronc d'arbre. En outre, il est également possible que les coupes se rencontrent directement, par une déviation correspondante, ce qui entraînerait à l'évidence un endommagement très important. Dans les modes de réalisation connus, on a égale- ment déjà proposé de rigidifier les couteaux en y rapportant des profilés. Or d'une part cela limite considérablement la plage de coupe car la coupe ne peut se faire que jusqu'à l'en- droit de ce moyen de rigidification du couteau et d'autre part lorsque les couteaux se déforment, les profilés de rigidification se déforment également, si bien que l'on ne peut pratiquement plus redresser le couteau, On a également constaté notamment lors de l'utilisation dans le cas de bois durs, que même les moyens de rigidification les plus forts des couteaux étaient déformés. Dans un autre mode de réalisation connu d'une cisaille de coupe d'arbres, le couteau est maintenu dans un palier et la zone du couteau directement voisine du palier se trouve entre deux plaques de support. Le couteau est ainsi en saillie tant en position de retrait qu'à la fin d'une opération de coupe et un vérin hydraulique est relié à l'extrémité libre du couteau. La partie du couteau qui est librement en saillie est à peine élastique du fait du montage du vérin hydraulique dans cette partie, et précisément à l'extrémité libre du couteau il faut prévoir une profondeur particulière pour le couteau puisqu'il faut un palier pour fixer le vérin hydraulique. Si le couteau devait se déformer à la suite de plusieurs coupes, il n'est pas possible de remédier à cette déformation; au con- traire cela crée des complications pour la commande par le vérin hydraulique, puisqu'à chaque autre coupe, cette déformation augmente. La présente invention a pour but de créer des moyens prévus dans la zone de déplacement du couteau pour remé- dier aux inconvénients mentionnés et pour permettre au couteau de se déplacer librement dans la zone de coupe, sans pour autant exercer des contraintes trop importantes sur le palier. A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce que le couteau est logé dans un guidage en forme de fente, sur au moins une partie de la zone de la pièce de base qui se trouve entre l'axe de pivotement et l'orifice de réception de la pièce de base, ce moyen de guidage étant main- tenu au moins pratiquement sur le segment parcouru par l'arête du couteau, segment qui s'étend jusqu'à l'orifice de réception adjacent à la limite de la pièce de base, et en ce que lors d'une coupe, le segment du couteau pivotant dans l'orifice de réception est librement en saillie dans cet orifice de réception. Grâce à l'invention, le couteau est maintenu et guidé dans la zone dans laquelle se produit la coupe et l'axe de rotation du couteau, de sorte que les contraintes ne s'exercent pas en totalité sur le pivot du palier qui forme l'axe de rotation. Malgré cela, il est possible d'avoir un 3 2499896 segment librement en saillie, de sorte que le couteau peut traverser le tronc d'arbre sur un chemin de moindre résistance. Par lechoix d'un acier approprié, le couteau ainsi réalisé se déformera légèrement, sans difficulté au cours de cette opéra- tion de coupe, de sorte que lors du mouvement de retrait du couteau vers sa position de repos, comme le couteau est guidé, il est de nouveau remis dans son plan. Ainsi, lorsque le cou- teau est dans sa position de repos, en retrait, au moins au niveau de l'arête, le couteau se trouve dans le moyen de gui- dage en forme de fente, et est ainsi protégé d'une part contre les actions mécaniques et d'autre part il est toujours aligné dans un plan; ainsi à chaque nouvelle coupe, le point de départ est le même. On a constaté au cours d'essais de coupe, que pour un couteau venant en saillie d'environ 40 cm, l'extrémité libre du couteau pouvait dévier sans difficulté de 2 à 4 cm par rap- port au plan de coupe théorique, sans que cela ne pose de pro- blème particulier du fait du meilleur guidage du couteau. On a également constaté que grâce au guidage par- ticulier du couteau et à la disposition librement en saillie pendant l'opération de coupe, on évite pratiquement toute rupture du couteau; en outre, l'arête du couteau est à peine endommagée, du moins du fait que l'extrémité libre du couteau n'a pas à venir dans un moyen de guidage sur le c8té opposé de la pièce de base, et peut se mettre ainsi sans difficulté à la hauteur correspondante. Les essais ont également montré que grâce aux mesures particulières de l'invention, la puissance à fournir était très faible, et avec un vérin hydraulique relativement petit, on peut couper sans difficulté et en réalisant une coupe propre, des bois durs ayant des diamètres allant jusqu'à 40 cm. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face du dispositif. - la figure 2 est une vue de c8té du dispositif. - la figure 3 est une coupe selon la ligne I-I de la figure 1 avec une échelle agrandie. - la figure 4 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. - la figure 5 est une coupe selon la ligne III-III avec des dimensions correspondant à celles de la figure 1. Le dispositif se compose essentiellement d'une pièce de base 1 ayant une ouverture de réception 2 assimilable à une forme de U pour recevoir un troncd'arbre 3, un couteau 4 monté pivotant ainsi que des bras de fixation 5, 6 montés pivo- tants et qui viennent prendre derrière le tronc d'arbre pendant la coupe. Ce dispositif peut se monter sur des véhicules et le mouvement des différents bras de retenue 5, 6 ainsi que du couteau 4 est assuré de préférence par un vérin hydraulique. De façon avantageuse, un tel dispositif peut se monter sur le bras d'une excavatrice; dans un but de simplification des dessins, les éléments de fixation du dispositif sur le bras n'ont pas été représentés. Le montage sur un bras permet de tourner et de pivoter la pièce de base et le support 7 pour s'adapter au tronc d'arbre. En outre, il est ainsi possible de prendre un tronc d'arbre déjà coupé, et qui est maintenu par les bras de retenue 5, 6 pour le déposer à l'endroit voulu. Il est également possible dans le cas d'un tel dispositif, de réunir plusieurs troncs d'arbres moins gros, et de les trans- porter à un endroit approprié. Les bras de retenue 5, 6 sont commandés par des vérins hydrauliques 8; le contre-appui du bras 6 est assuré par un bras fixe 9. Le couteau 4 est une pièce d'acier en forme de plaque, tournant autour d'un axe 10 pratiquement vertical. Au moins la partie qui se trouve entre l'axe de rotation 10 du couteau 4 et l'orifice de réception 2 de la pièce de base 1, coopère avec un moyen de guidage 11 en forme de fente, dans lequel le couteau 4 est maintenu coulissant pendant qu'il pivote. La partie du couteau 4 qui vient en saillie dans l'orifice de réception 2 au cours d'une opération de coupe (voir la position en pointillés à la figure 3) vient librement en saillie dans cet orifice 2 et peut ainsi effectuer les mouvements de dévia- tion correspondants. Ainsi dans la zone comprise entre l'axe de rotation et la partie librement en saillie et qui effectue la coupe, le couteau est maintenu dans un moyen de guidage, ce qui permet de réduire considérablement les contraintes mécaniques s'exerçant sur l'axe de rotation 10 formant le palier du couteau 4. En outre de ce fait, il n'est pas nécessaire de rapporter des profilés de rigidification correspondants sur le couteau, ce qui ne crée aucune limite lors de la coupe d'arbre, puisque le couteau peut passer à travers l'arbre sur toute sa largeur, et que par ailleurs l'extrémité librement en saillie du couteau peut se déformer élastiquement pour trouver le chemin de moindre résistance à travers l'arbre à couper. Le moyen de guidage 11 en forme de fente peut par exemple être constitué par des pièces profilées 12 ou par une structure soudée; ce moyen de guidage s'étend sur le segment décrit par l'arête 13 du couteau 4, jusqu'à la limite de la pièce de base adjacente à l'orifice de réception 2. De façon avantageuse, la partie qui limite le moyen de guidage en forme de fente 11 et qui est tournée vers l'orifice de réception 2 de la pièce de base 1, lorsque le couteau 4 est en position de retrait, est de préférence alignée sur l'arête 13 du couteau, ce qui assure d'une part la protection du tranchant et d'autre part la possibilité que pour un couteau 4 éventuellement déformé au cours de la coupe qui vient d'être faite, puisse de nouveau être redressé lors du mouvement de retrait en position de repos dans le moyen de guidage 11. Le fait de recouvrir l'arête 13 par un moyen de guidage correspondant, est également particulièrement avantageux lorsque ce dispositif est monté sur une excavatrice sans moyen d'entraînement, puisque dans ce cas, le déplacement se fait en utilisant le godet de l'excavatrice ou le dispositif ci- dessus en se servant du bras. Dans ce cas, les dispositifs s'appuient sur le sol et on déplace l'excavatrice en commandant le mouvement de retrait du bras. Grâce à cette construction, il est ainsi possible d'avoir une pièce de base solide et de protéger le couteau pendant ce mouvement de déplacement. Dans l'exemple de réalisation représenté, le moyen de guidage 11 en forme de fente ne s'étend que sur une partie de la largeur du couteau, transversalement à la direction longi- tudinale de l'arête. Il est toutefois également possible que toute la partie du couteau 4 situé du côté de l'arête, soit placée entre deux plaques de guidage. De façon avantageuse, en vue de-dessus, le couteau a une forme de faucille, avec des bords 14, 15 extérieurs, à pente prononcée, du côté opposé de l'arête 13, de sorte que le couteau présente en pratique une largeur importante, correspon- dante sur la plus grande partie de sa longueur. L'arête est de préférence rectiligne, ce qui facilite notamment l'affûtage. L'axe de rotation 10 est prévu de préférence au milieu, au voisinage du côté le plus large du couteau 4, ce qui évite toute déformation à ce niveau. Le point d'attaque pour l'entraînement du couteau qui est assuré dans ce cas par un vérin hydraulique 16, se trouve rapporté à l'axe de rotation 10 du couteau 4, à l'extrémité libre du prolongement 17 opposé à la partie munie de l'arête, sur le couteau 4. En outre, ce point d'attaque du moyen d'entraînement du couteau est déplacé relativement loin du plan passant par l'arête 13, ce qui donne des rapports de force avantageux et permet de réduire l'encom- brement lors du basculement du couteau à l'intérieur de la pièce de base, à un niveau relativement faible. Le moyen de guidage 11 s'étend pratiquement sur tout le bras 18 en saillie par rapport à la pièce de base 1, et en regard du bras 19, librement en saillie, il y a une découpe large 20, essentiellement plus large que le moyen de guidage 11 de façon que l'extrémité libre du couteau puisse, au cours d'une opération de coupe, venir dans cette découpe 20, même lorsque cette extrémité libre est déformée de façon impor- tante par rapport au plan de coupe théorique. Des variantes sont possibles dans le cadre de l'invention tout en conservant les caractéristiques de base c'est-à-dire le moyen de guidage en forme de fente pour le couteau, la réalisation du couteau sous la forme d'une plaque d'acier et le segment de couteau, librement en saillie au cours d'une opération de coupe. Des essais ont montré que le dispositif selon l'invention pouvait s'utiliser sans difficulté même pour des bois durs qui n'entraînent pratiquement pas d'usure de l'arête. Il est également possible en déplaçant de façon appropriée la pièce de base et ainsi les bras de retenue 5 et 6, d'exercer une précontrainte sur le tronc d'arbre à couper, pour que le couteau puisse effectuer plus facilement la coupe. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Dispositif pour couper des troncs d'arbres, dispositif destiné à être monté sur un véhicule et en particu- lier sur une excavatrice, dispositif composé d'une pièce de base munie d'un orifice de réception pour les troncs d'arbres, d'au moins un bras de retenue, pivotant pour venir derrière le tronc d'arbre ainsi qu'un couteau, monté de façon pivotante, constitué par une pièce d'acier en forme de plaque, le couteau et le ou les bras de retenue et le cas échéant la pièce de base étant entraînés par un moyen d'entraînement hydraulique, pneu- matique et/ou mécanique, dispositif caractérisé en ce que le couteau (4) vient avec au moins sa partie comprise entre l'axe de rotation (10) et l'orifice de réception de la pièce de base (1) dans un moyen de guidage en forme de fente (11), qui s'étend au moins pratiquement sur le segment décrit par l'arête de coupe (13) du couteau (4), du moyen de limitation de la pièce de base (1) adjacent à l'orifice de réception (2), et en ce que lors d'une coupe, le segment du couteau (4) qui vient dans l'orifice de réception (2), vient librement dans cet orifice de réception (2). ) Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de guidage (11) en forme de fente est formé par les surfaces limites associées, des pièces profilées (12) prévues aux bords d'une pièce de base (1) formant un bottier. ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de limitation du moyen de guidage (11) en forme de fente, tourné vers l'ori- fice de réception (2) de la pièce de base (1), est pratiquement à fleur avec l'arête (13) du couteau (4) en position de retrait. ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de guidage (11) en forme de fente ne sttend que sur une partie de la largeur du couteau (4), transversalement à la direction longitudinale de l'arête. ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble du segment du couteau (4) situé du côté de l'arête, vient entre deux pla- ques de guidage. 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le couteau (4) présente en vue dedessus une forme assimilable à une faucille, avec des bords (14, 15) à pente prononcée, du côté opposé de l'arête (13), et une arête (13) de préférence rectiligne. 70) Dispositif selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que l'axe de rotation (10) du couteau (4) est prévu de préférence au milieu, au voisinage du point le plus large du couteau (4i et le point d'attaque du moyen d'entraine- ment du couteau prévu sur le-prolongement (17) opposé à la partie de l'arête, par rapport à l'axe de rotation du couteau (4). ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de guidage (11) en forme de fente et le palier du couteau (4) sont prévus sur un bras (18) librement en saillie de la pièce de base (1), un bras (19), opposé, présentant une découpe (20), large en regard du moyen de guidage (11) pour recevoir l'extrémité libre du couteau (4) au cours d'une opération de coupe.