Brevet FR2520287A1 — publié le 19830729

La présente invention a pour objet un procSde pour fendre des piices en bois et un dispositif pour sa mise en oeuvre. Compte tenu du prix de plus en plus élevé des sources d'énergie telles que pétrole, gaz ou électricité, qui sont actuellement utilisées pour le chauffage des locaux d'habitation et des locaux industriels, il devient intéressant, pour des raisons économiques, de se chauffer partiellement ou totalement au bois, å l'aide de chaudières, de po8les, ou encore de cheminées d'agrément Outre cet aspect économique, le chauffage au bois est intéressant en raison des immenses ressources naturelles en bois et forais, en raison de son caractère non polluant, et également en raison des possibilités de récupération de la cendre résultant de la combustion, qui constitue un engrais naturel extrêmement efficace. L'exploitation du bois suit un cheminement bien précis. son premier lien, les arbres sont abattus dans la foret grâce a des appareils modernes tels que des tronçon neuses. Insuite le bois est transféré au maximum de sa longueur avant autre débité en bêches à proximité du foyer. L'industrie courante fournit des appareils tels que des scies å rubans, des scies circulaires, etc... permettant de couper le bois aux dimensions exigées par le foyer de l'utilisateur. Une ressource importante existe dans les souches de bois et dans les déchets de scierie comprenant des bas do fêt très résineux dont le prix de revient est bon marché et la puissance calorifique excellente Si certaines cheminées tolèrent des bûches ou souches de bois de grosses sections, il nten est pas de meme de tous les foyers, qui nécessitent le plus souvent de fendre le bois à la demande. Pour cela, il existe des procédés qui impliquent une main -d'oeuvre pénible ainsi qu'un matériel important. Le plus répandu de ces procédés consiste à utiliser un dispositif spiro-conique, adapté sur la prise de force d'un tracteur agricole, ou sur le moyeu d'un motoculteur. Cette opération implique une main-d'oeuvre laborieuse pour rapprocher les pièces de bois du dispositif et présente nn risque pour l'utilisateur en raison de la vitesse de rotation de ces outils. Une autre solution consiste à utiliser des vérins hydrauliques dotés d'un coin en acier destine à pénétrer dans le bois. Cette solution est également très onéreuse.De ce fait, la solution ancestrale consistant à utiliser une hoche, une masse et des coins, est très souvent mise en oeuvre. Cette solution comporte des risques d'accidents et nécessite surtout une musculature imposante de la part de l'utilisateur, faute de ne donner qu'un maigre résultat. La présente invention vise à remédier à ces inconve- nient. A cet effet, le procédé quelle concerne consiste a introduire deux broches sensiblement parallèlement dans la pièce de bois à fendre, tout en laissant dEpasser Les deux extrémités de cellerci situées du côté opposé à l'introduc tion,pais à agir sur les broches dans un sens des dites extrémités. Au cours du mouvement d'écartement, le bois éclate et ménage une fente de part et d'autre du plan contenant les broches. Si la pièce de bois est courte, une seule opération suffit & fendre celle-ci, alors qutune pièce plus longue nécessite plusieurs opérations successives pour l'obtention d'une fente continue. Cette dernière technique est plus spécialement mise en oeuvre sur le lieu même de coupe du bois pour obtenir des pinces de grande longueur et de section peu importante. Lors de la formation de la fente, il y a mbnagement d'une languette entre les deux broches, qui présente l'avantage de former un amortisseur entre celles-ci. Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un carter, à l'intérieur duquel sont montées deux broches dont les parties inférieures traversent, par l'intermédiaire d'une fente orientée dans le plan des deux broches, la paroi inférieure de celui-ci, ce carter contenant des moyens susceptibles d'assurer le guidage et le maintien des deux broches dans un même plan, des premiers moyens étant susceptibles d'assurer l'entrainement en rotation des broches et d'autres moyens étant susceptibles d'assurer successivement ltécartement des broches depuis une position dans laquelle celles-ci sont rapprochées et parallèles, puis leur retour en position initiale. Dans un premier temps, il convient de réaliser la mise en rotation des broches pour permettre leur pénétra tion dans le bois, avant de les écarter pour réaliser l'éclatement du bois et enfin de les rapprocher pour permettre le retrait de celles-ci hors du bois. Avantageusement, les deux broches présentent des arêtes tranchantes disposées selon des hélices circulaires, et sont entratnées dans des sens de rotation inverses l'une de 1 autre Ces caractéristiques facilitent la pénétration des broches, mtme dans du bois dur, sans perturbation de la stabilité de la pièce de bois à fendre et sans fatigue pour l'utilisateur puisque les couples résultant de la rotation des deux broches s'équilibrent. Selon une forme dtexécution de l'invention, chaque broche est montée libre en rotation et bloquée en translation dans un bottier, déplaçable perpendiculairement à la direction d'engagement des broches dans la pièce du bois à fendre, le long de deux tiges fixées par leurs extrémités dans les parois latérales du carter. Dans ce cas, chaque tige servant de support à un bottier de montage d'une broche est une tige filetée qui, présentant depuis son milieu vers chacune de ses extrémités deux filetages inverses, est montée pivotante dans des paliers solidaires des parois du carter, chaque bottier étant associé à chaque tige filetée par l'intermédiaire d'une noix taraudée montée libre en rotation dans ledit bottier, autour d'un axe orthogonal diune part à la broche associée au bottier considéré et, d'autre part, à la tige filetée, le passage de la tige filetée à travers chaque bottier se faisant par une ouverture allongée, orientée dans le sens de la broche, que présente celui-ci. Cqmpte tenu du fait que les extrémités des broches sont engagées dans le bois, elles sont retenues dans celuici, de telle sorte que l'écartement des bottiers tenant les broches amène ces dernières d'une position dans laquelle elles sont parallèles à une position dans laquelle elles forment un V. Ce mouvement est rendu possible grâce au libre pivotement des noix engagées sur les tiges filetées dans les bottiers correspondants qui peuvent s'incliner relativement aux tiges du fait des ouvertures allongées qu' il8 présentent pour le passage de celles-ci. Etant donné les pas inverses des deux parties de chaque tige filetée, la rotation dtune tige dans un sens se traduit par des déplacements inverses des deux bottiers, la rotation dans un sens correspondant à l'écartement des deux bottiers et à l'éclatement do bois, tandis que la rotation en sens inverse des tiges se traduit par le retour des bottiers en position initiale. Les moyens assurant l'entrainement des deux tiges filetées sont constitués pour chacune d'elles par un pignon calé sur celles-ci, entrainé à partir d'un train d'engre- nages par un pignon cale sur un arbre sur lequel sont bloqués en rotation, mais déplaçables en translation, par action sur un coulisseau, deux pignons coniques montés inversés l'un par rapport à l'autre, aptes à coopérer alternativement avec un pignon conique d'axe fixe entrainé en rotation à partir d'une source de puissance, le déplacement du coulisseau étant obtenu par action sur une pièce agissant à la façon d'une came. Selon que l'un ou l'autre des pignons coniques associés au coulisseau est en prise avec le pignon d'entratnement, les tiges filetées sont entraînées dans un sens ou dans l'autre, ou ne sont pas entraînées lorsque le pignon moteur nc est en prise avec aucun des deux pignons coniques. Selon une autre caractéristique de l'invention, seule l'une des deux broches est entratnée en rotation à partir d'une source de puissance, et assure elle-mAme lXentraîne- ment de la seconde broche, par l'intermédiaire de deux pignons calé sur les deux broches, lorsque celles-ci sont en position parallèle. Avantageusement, les deux broches et les tiges filetées assurant la modification de ltécartement des broches sont entraînées à partir de la même source de puissance, qui entrain un arbre monté dans un palier traversant le carter, sur lequel est calé un pignon engrenant, d'une part1 avec un pignon calé sur l'arbre portant le pignon conique d'entraînement des tiges filetées et, d'autre part, avec un pignon calé sur I'arbre entraînant l'une des broches. La source de puissance peut être constituée par exemple par un moteur électrique tel qu'un bloc moteur de perceuse, par un moteur thermique permettant notamment un travail en forêt, par un ou plusieurs moteurs hydrauliques ou pneumatiques, ou encore consister en un entrainement manuel. La outre, il est intéressant de pouvoir arrêter ltentratnement en rotation des broches avant de procéder à leur écartement. A cet effet, le pignon récepteur de puissance destiné a assurer l'entraînement de l'une des broches est monté déplaçable axialement de manière à pouvoir, selon sa position, être en prise ou non avec le pignon monté sur l'arbre moteur, le mouvement axial du pignon étant obtenu sous l'action d'un organe en forme de came. Avantageusement, les moyens de commande des cames associées, respectivement au coulisseau de déplacement des pignons coniques d'entrainement des tiges filetées, et au pignon d'entratnement d'une broche, sont constitués par deux poignées tournantes montées sur deux parois latérales opposées du carter. Cet agencement facilite la manipulation de l'appareil puisqu'il suffit à l'utilisateur de tenir celui-ci par les deux poignées tournantes, après avoir mis le moteur en marche. Il convient tout d'abord, par action sur les poignées tournantes, de provoquer la mise en rotation des broches, les bottiers portant celles-ci étant fixes, puis d'arrêter la rotation des broches avant de provoquer leur écartement, puis leur retour en position initiale avant retrait de celles-ci hors du bois. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexe.représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil Figure 1 en est une vue en perspective en position de pénétration des broches dans le bois Figure 2 en est une vue en perspective au cours de la phase d'éclatement du bois Figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'intérieur du carter que comprend l'appareil Figures i et 3 sont deux vues schématiques, en coupe longitudinale, de la partie inférieure du carter, respectivement en position rapprochée et en position écartée des broches. L'appareil représenté au dessin comprend un carter 2 de forme générale parallèlépipèdique, a l'intérieur duquel ert monté sur un support 2 un bloc moteur électrique i dont l'arbre de sortie 5 entraîne, par l'intermédiaire d' un renvoi d'angle 6 nn arbre 7, l'alimentation électrique du moteur étant réalisée par un interrupteur non représentée au dessin. A l'arbre 7 est associé un dispositif 2 de limitation de couple. Dans les deux faces latérales 10 du carter, sont montés des paliers la pour deux tiges L2, Chaque tige 13 présente, à partir de son milieu, deux filetages inverses. Chaque tige comprend, à proximité de 1 'une de ses extrémi- tés, un pignon d'entratnement 14, engrenant lui-même avec un pignon li entraîné à partir d'un pignon 16. Sur l'arbre 17 du pignon 16 sont montés, calés en rotation mais déplaçables en translation, deux pignons coniques, respectivement 18 et 19, disposés en position inversée l'un par rapport à l'autre. Le déplacement axial de ces deux pignons coniques 18 et 19 est obtenu gracie å un coulisseau 20 déplaçable par une tige 22 coopérant avec une came entratnée par un câble 24 à partir d'une poignée 25 pivotante.Le déplacement du coulisseau 20 permet d'amener l'un des deux pignons 18, 19 en prise avec un pignon conique 26 monté en bout d'un arbre 27 sur lequel est calé un pignon récepteur 28 engrenant avec un pignon 29 calé sur l'arbre moteur Chaque moitié des tiges filetées sert au support et au déplacement d'un bottier 30. Dans ce bottier est montée bloquée en translation, mais libre en rotation, une broche 32 présentant des arêtes tranchantes 32 disposées selon au moins une hélice circulaire. Afin de permettre son engagement sur les deux tiges filetées 13, chaque bottier 30 pré sente deux ouvertures 2 allongées dans le sens des broches.Le montage de chaque bottier 30 sur chaque tige filetée 13 est réalisé par l'intermédiaire d'une noix taraudée 35, montée libre en rotation dans un alésage 36 ménagé dans le bottier, cet alésage étant d'axe perpendiculaire à la tige filetée considérée, et perpendiculaire a l'axe de la broche traversant le bottier. Dans la paroi inférieure 22 du carter est ménagée une ouverture allongée 38 permettant le passage des parties inférieures des deux broches. L'une des deux broches 32 est entraînée en rotation à partir du pignon de sortie 29 calé sur l'arbre 1, qui engrène avec un pignon récepteur 39 bloqué en rotation sur un prolongement 40 de l'une des deux broches 32. Le pignon 39 est déplaçable axialement relativement au pignon 29, afin de pouvoir être ou non en prise avec celui-ci. Le mouvement axial du pignon 39 est obtenu par l'intermédiaire d'une came 42 entratnée par un câble 43 actionné par une poignée 44. D'un point de vue pratique, l'utilisation de cet appareil est la suivante Le moteur électrique 4 étant mis en marche, l'appareil est tenu par l'utilisateur par les poignées 25 et 44. L'appareil se trouvant dans la position représentée à la figure 4, les broches 32 sont entratnées en rotation, tandis que les tiges filetées 13 ne le sont pas, le pignon 26 n'étant en prise avec aucun des deux pignons coniques t8 et li Les deux broches étant entratnées en sens inverse, du fait de l'accouplement réalisé entre elles par les pignons 45, elles sont engagées sans aucun effort dans la pièce de bois 46 à fendre.Une fois l'engagement réalisé sensiblement sur la moitié ou les deux tiers de l'épaisseur de la pièce de bois, l'entratnement en rotation des broches est arrêté en dégageant le pignon récepteur 39 du pignon de sortie fl de l'arbre moteur 1, par action sur la poignée i. Une action sur la poignée 45 commande la mise en rotation des tiges filetées 13, de manière à provoquer, grâce aux noix filetées 35, le déplacement des bottiers 30 dans un sens d'écartement des deux broches, comme montré aux figures s et 5.Au cours de ce mouvement, le bois éclate, avec ménagement, au niveau de la fente 47 réalisée, d'une languette 48 entre les deux broches, jouant un rôle d'amortisseur entre ces dernières. Le mouvement de fin de course des bottiers, lorsque ceux-ci sont dans la position la plus écartée, peut être commandé par des contacts. L'utilisAteur agit alors sur la poignée 25 pour commander un mouvement de rotation inverse des tiges filetées provoquant le rapprochement des deux bottiers pour les ramener dans leur position initiale dans laquelle les deux broches 32 sont parallèles. I1 suffit alors à l'utilisateur d'arr8ter le moteur 5 et de retirer les broches hors de la pièce de bois qui a été fendue. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration A la technique existante en fournissant un procédé et un dispositif permettant à un usager de fendre extrêmement facilement des pièces de bois même très dures, sans que l'effort à exercer soit important, et en toute sécurité. Comte il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif, décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les moyens moteurs pourraient être constitués par un bloc moteur de perceuse électrique monté sur une potence dépassant de la paroi supérieure du carter, un mandrin fixé sur l'arbre de sortie du moteur assurant la liaison avec l'arbre 7 d'entrainement en rotation des broches et en déplacement de celles-ci.Dans ce cas, avantageusement, la potence portant le bloc moteur est équipée d'une poignée commandant les différentes fonctions de l'appareil : dans une première position elle provoque l'entrainement en rotation dea broches ; lors d'un pivotement vers l'avant elle coupe le contact, débraye le pignon d'entratnement en rotation des broches puis embraye le mouvement d'écartement des broches et lors d'un pivotement vers l'arrière coupe d'abord le contact pais embraye le mouvement de rapprochement des broches. I1 est également possible d'utiliser un petit moteur électrique pour l'entratnexent d'une petite pompe entrat- nant des micro-moteurs hydrauliques actionnant, respectivement, la tranalation des broches et l'entratnement en rotation de ces dernières. L'inversion du mouvement de translation est obtenue par simple action sur le tiroir hydraulique. Dans le cas où la puissance requise est importante, l'appareil peut être équipé de moteurs hydrauliques alimentés par une pompe indépendante, telle que celles équipant habituellement les tracteurs agricoles et les tracteurs forestiers. il suffit, dans ce cas, de prévoir des tuyaux flexibles reliant la centrale hydraulique du véhicule et le diapositif équipé des broches. Cela permet de fendre les grosses pièces de bois sur le lieu même de la coupe, ce qui limite le nombre de manipulateurs et procure un gain de temps précieux. Dans le cas où l'appareil est à entraînement hydraulique de grande puissance, il est possible de ne pas réaliser un montage articulé des broches dans les boîtiers, les broches étant alors écartées en demeurant parallèles l'une à l'autre. - REVENDICATIONS l. - Procédé pour fendre des pièces en bois, caractérisé en ce qutil consiste à introduire deux broches (32) sensiblement parallèlement dans la pièce de bois (46) à fendre, tout en laissant dépasser les deux extrémités de celle-ci situées du côté opposé à l'introduction, puis à agir sur les broches dans un sens d'écartement des dites extrémités. 2. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un carter (8), à l'intérieur duquel sont montées deux broches (32) dont les parties inférieures traversent, par l'intermédiaire d'une fente (38) orientée dans le plan des deux broches, la paroi inférieure (37) de celui-ci, ce carter contenant des moyens susceptibles d'assurer le guidage et le maintien des deux broches dans un même plan, des premiers moyens étant susceptibles d'assurer ltentrat- nement en rotation des broches et d'autres moyens étant susceptibles d'assurer successivement lécartement des broches depuis une position dans laquelle celles-ci sont rapprochées et parallèles, puis leur retour en position initiale. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux broches (3a) présentent des arêtes tranchantes (33) disposées selon des hélices circulaires, et sont entraînées dans des sens de rotation inverses l'une de l'autre. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que chaque broche (32) est montée libre en rotation et bloquée en translation dans un boîtier (30), déplaçable perpendiculairement à la direction d'engagement des broches dans la pièce de bois à fendre, le long de deux tiges (13) fixées par leurs extrémités dans les parois latérales (10) du carter. 3. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque tige servant de support à un boîtier (30) de montage d'une broche (32) est une tige filetée (13) qui, présentant depuis son milieu vers chacune de ses extrémités deux filetages inverses, est montée pivotante dans des paliers (12) solidaires des parois du carter, chaque boîtier étant associé à chaque tige filetée par l'intermédiaire dune noix taraudée (35) montée libre en rotation dans ledit boîtier (305, autour d'un axe orthogonal d'une part à la broche (32) associée au boîtier considéré et, d'autre part, à la tige filetée (13), le passage de la tige filetée à travers chaque boîtier se faisant par une ouverture allongée (34) orientée dans le sens de la broche, que présente celui-ci. 6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens assurant l'entraînement des deux tiges filetées (13) sont constitués pour chacune d'elles par un pignon (14) calé sur celles-ci entraîné à partir d'un train d'engrenages par un pignon (16) cale sur un arbre (17) sur lequel sont bloqués en rotation mais dépiaçablesen translation par action sur un coulisseau (20), deux pignons coniques (18, 19) montés inversés l'un par rapport à l'autre, aptes à coopérer alternativement avec un pignon conique (26) d'axe fixe entraîné en rotation à partir d' une source de puissance, le déplacement du coulisseau étant obtenu par action sur une pièce 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que seule l'une des deux broches (32) est entraînée en rotation à partir d'une source de puissance, et assure elle-même I,entrainement de la seconde broche, par l'intermédiaire de de deux pignons (45) calés sur les deux broches, lorsque celles-ci sont position parallèle. 8. - Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les deux broches (32) et les tiges filetées (13) assurant la modification de l'écarte- ment des broches sont entraînées à partir de la même source de puissance, qui entraîne un arbre (7) monté dans un palier traversant le carter, sur lequel est calé un pignon (29) engrenant, d'une part, avec un pignon (28) calé sur l'arbre (27) portant le pignon conique d'entraînement des tiges filetées et, d'autre part, avec un pignon (39) calé sur l'arbre entraînant Iune des broches. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le pignon (39) récepteur de puissance destiné à assurer l'entraînement de l'une des broches (32) est monté déplaçable axialement de manière à pouvoir, selon sa position, astre en prise ou non avec le pignon (28) monté sur l'arbre moteur, le mouvement axial du pignon étant obtenu sous l'action d'un organe (42) en forme de came. 10. - Dispositif selon ltensemble des revendications 6 et 9, caractérisé en ce que les moyens de commande des cames (23, 42) associées, respectivement au coulisseau (20) de déplacement des pignons coniques (18, 19) d'entraînement des tiges filetées, et au pignon (39) d'entraînement d'une broche (32), sont constitués par deux poignées tournantes (25, 44) montées sur deux parois latérales opposées (10) du carter.