Brevet FR2571298A1 — publié le 19860411

DISPOSITIF D'ECORCAGE DES BILLES DE BOIS MUNI D'UNE BAGUE DE ROTATION. La présente invention se rapporte à un dispositif d'écorçage des billes de bois, muni d'un anneau de rotation et compre- nant un stator et un rotor monté rotatif sur le stator, ledit rotor possédant une ouverture pour l'introduction, dans le sens de sa longueur, d'une bille dont l'écorce doit être enlevée et étant associé à un nombre d'outils de travail pivotables qui sont chacun actionnés par un mécanis- me à ressorts qui a normalement tendance à appliquer élasti- quement l'outil contre la bille qui passe à travers le rotor et doit être écorcée, les différents outils pouvant, au besoin, être déplacés en commun vers l'extérieur dans une direction qui les éloigne della bille ou du centre du rotor et contre l'action dudit mécanisme à ressorts. Pour différentes raisons, il est souhaitable que, dans les machines du type susmentionné, les outils de travail puis- sent être instantanément dégagés de la bille, par exemple lorsqu'il s'agit d'introduire dans le rotor une nouvelle bille encore revêtue de son écorce. Dans les dispositifs d'écorçage connus, qui ne sont pas équipés de moyens spéciaux pour provoquer l'éloignement des outils de la bille, l'extrémité frontale de la bille se heurte contre les outils qui s'ouvrent ainsi et entrent en contact avec les - 2 - 2 571298 côtés de la bille. La force de ces heurts est considérable et, aussi bien les outils que les autres composants de la machine sont ainsi soumis à une fatigue intense qui réduit la durée de vie des différents composants et de la machine dans son ensemble. En outre, il est indispensable que les outils puissent être ouverts en cas de panne d'un des deux dispositifs d'alimentation qui sont montés de chaque côté du stator ou du bâti de la machine et servent à introduire les billes, dans le sens de leur longueur, dans le rotor à travers une ouverture centrale et sans entrer en contact avec les outils. Ainsi, lorsque le passage de la bille à travers le rotor est arrêté, les outils de travail pratiqueront rapidement dans le côté de la bille une rainure circonférentielle qui peut, d'un côté, réduire très sensiblement le rendement de la bille et la rendre plus ou moins inapte à produire des plan- ches et, d'un autre côté, présenter des difficultés sérieu- ses pour la remise en circulation de la bille lorsque la panne du ou des dispositif(s) d'alimentation a été réparée. Les hommes de l'art se sont efforcés de remédier à ces problèmes et à trouver des moyens pour faciliter la sépara- tion des outils de travail lorsque le besoin s'en faisait sentir. On a ainsi proposé de transmettre au rotor, à partir d'une source d'énergie sur le stator et par des moyens appelés pivots ou rotules, une force capable d'éloigner les outils de la bille et cela, par des moyens pneumatiques, hydrauliques et électriques. Ces tentatives se sont toutefois révélées inefficaces, car il est impossible de construire des accouplements à rotules entre le stator immobile et le rotor fonctionnant à une vitesse relativement élevée, qui soient suffisamment fiables dans le milieu éprouvant o les dispositifs d'écor- çage doivent travailler. _ 3- 2571298 La présente invention a pour but de fournir un dispositif d'écorçage dans lequel les outils d'écorçage ou de travail peuvent être rapidement et efficacement écartés de la zone du centre du rotor, contre l'action d'un mécanisme à res- sorts, au moment o cela s'avère nécessaire. Selon l'invention, ce but est atteint en prévoyant, entre le rotor et le stator, une bague montée sur le rotor et tour- nant normalement à la même vitesse que celui-ci, ladite bague étant reliée, par une transmission, à l'arbre ou à l'organe d'entraînement d'au moins un moteur monté sur le rotor et constamment entraîné par celui-ci, le stator ayant un dispositif de freinage pour réduire, au besoin, la vites- se de la bague par rapport à celle du rotor, de préférence à zéro, tout en assurant un mouvement relatif entre le rotor et la bague, mouvement qui provoque une rotation de l'arbre d'entraînement du moteur, par l'intermédiaire de ladite transmission, telle que le moteur transmette, à son tour, une force à l'outil de travail et/ou au mécanisme à ressorts qui surmonte la pression du mécanisme à ressorts et fait pivoter l'outil vers l'extérieur en l'écartant du centre du rotor. Outre le dispositif d'écorçage lui-même, l'invention a aussi pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une telle machine. L'invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe simplifiée de la partie du dispositif d'écorçage correspondant à l'invention, à savoir de la liaison entre le rotor et le stator; La figure 2 est un schéma simplifié qui montre deux circuits hydrauliques pour la machine selon l'inven- tion, ainsi que différents outils qui travaillent une bille; - 4 -2571298 Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques qui montrent une bille et différents outils pour la travailler, dans deux positions de travail différen- tes; et La figure 5 est une vue longitudinale schématique des billes successives. La figure 1 montre les parties 1 d'un bâti fixe pour lequel on utilisera par la suite le terme collectif de stator. A l'intérieur du stator 1, est monté un rotor 2, au moyen d'un palier 3. Le centre du rotor 2 possède une ouverture 4, à travers laquelle on peut introduire une bille, sensiblement parallèle à l'axe central de rotation (non illustré) du rotor 2. L'introduction de la bille s'effectue par deux dispositifs d'alimentation (non illustrés) qui sont montés sur chaque côté du stator ou du bâti 1 et comprennent, de préférence, trois cylindres à pointes pouvant être approchés et écartés de la bille. Sur le rotor 2 sont montés des outils de travail, cinq dans l'exemple considéré, pour écorcer la bille introduite par l'ouverture 4. Ces outils (non illustrés en figure 1) sont référencés 5 dans la figure 2 qui montre aussi une bille 6. Dans la pratique actuelle, ces outils sont constitués par des bras, montés sur des chevilles pivotantes 7 et portant, à leurs extrémités libres, des lames coupantes qui, en fonctionnement normal, sont maintenues en contact avec le côté de la bille 6, afin de couper ou peler la couche d'écorce. Chaque bras est actionné par un mécanisme à ressorts associé qui comprend un ensemble piston-cylindre 8 et un accumula- teur de pression 9. Chacun desdits ensembles 8 comprend, outre le cylindre 10, une tige de piston 11 reliée par un gond au bras de l'outil 5, et un piston 12 qui partage le cylindre 10 en deux chambres séparées 13, 13', la chambre 13 communiquant, par le conduit 14, avec l'accumulateur de -5 -25571298 pression 9. Il est possible de fournir à la chambre 13 du cylindre et à l'accumulateur qui communique avec elle une quantité plus ou moins grande du fluide de pression par un dispositif d'alimentation 15 qui agit comme un régulateur, pour augmenter ou diminuer la pression dans ladite chambre selon les besoins. La figure 2 montre comment un bras d'outil 5 force le piston 12 à entrer dans le cylindre 10 lorsque son extrémité libre se déplace vers l'extérieur en s'écartant du centre de la machine (par exemple, lorsque le diamètre des billes augmen- te), c'est-à-dire lorsqu'il pivote dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de sa tige pivotante 7, réduisant ainsi le volume de la chambre 13. La pression dans l'accumulateur 9 augmentera en conséquence, ainsi que la force qui pousse le bras 5 contre la bille. La machine telle que décrite ci-dessus est connue en soi. Pour être complet, il convient de noter que le rotor 2 (voir figure 1) est mis en rotation par rapport au stator 1 à l'aide d'un moteur monté sur le stator qui transmet son énergie au rotor par une lourde courroie 16 qui coopère avec une partie 17 du bord périphérique du rotor. Selon la présente invention, il est prévu, entre le stator 1 et le rotor 2, un organe annulaire 18 sous forme de disque qui est monté sur le rotor 2 au moyen d'un palier 19. Dans le mode d'exécution illustré, l'organe annulaire est formé de deux moitiés, une moitié extérieure 18' et une moitié intérieure 18". La moitié intérieure 18" est formée avec une rainure circonférentielle 20 pour accueillir une courroire trapézoidale 21 qui coopère avec la rainure 20 et passe sur une poulie 22 qui est, à son tour, reliée, de manière non rotative, à l'arbre d'entraînement 23 d'une pompe référencée 24 dans son ensemble, qui est montée sur le - 6 - 2S71298 rotor 2 et suit constamment les mouvements de ce dernier. En particulier, la pompe est montée sur le côté extérieur d'un collet 2' sensiblement cylindrique du rotor, par exemple à l'aide de vis 25. Sur le stator fixe 1 est monté un dispositif de freinage, référencé 26 dans son ensemble, qui peut consister, par exemple, de deux bras pivotants 27, 27' dont chacun possède un patin de freinage 28, 28' situé de chaque côté d'une partie périphérique 29 de la moitié annulaire extérieure 18'. Normalement, les patins de freinage 28, 28' sont assez espacés pour que la partie annulaire 29 se meuve sans entra- ves. Toutefois, les bras 27, 27' peuvent pivoter l'un par rapport à l'autre au moyen d'un dispositif d'application d'une pression pneumatique 30, de manière telle que les patins de frein 28, 28' soient appliqués contre la partie annulaire 29, afin de freiner l'organe annulaire 18. Comme on peut le voir dans la figure 2, la pompe 24 est reliée, par le conduit principal 31 et différents conduits latéraux 31', à chacun des cylindres hydrauliques 10 qui servent de mécanismes à ressort et en particulier aux cham- bres 13' qui y sont contenues. Le conduit 31 comprend une valve d'arrêt 32 qui permet le passage du fluide de la pompe 24 aux chambres 13', mais non dans la direction opposée. Pour faire revenir le fluide hydraulique des chambres 13' à un réservoir 33 qui coopère avec la pompe 24, on a prévu un conduit de retour 34. Entre le conduit d'alimentation 31 et le conduit de retour 34, il est prévu une valve de trop- plein 35 qui évite la constitution d'une pression trop élevée dans le conduit d'alimentation et, par conséquent, dans les chambres 13'. En fonctionnement normal, lorsque les outils de travail 5 sont appliqués élastiquement contre la bille 6, au moyen des mécanismes à ressorts associés 8, 9, les patins de frein 28, 28' du dispositif de freinage 26 ont été écartés, de manière telle que l'organe annulaire soit libéré et soit entraîné 7 2 72571298 par le rotor 2 à la vitesse de celui-ci. Cela signifie que l'arbre d'entraînement 23 de la pompe 24 est immobile et que la pompe est ainsi inopérante. Lorsqu'on veut faire pivoter les outils de travail pour les écarter du centre du rotor, le dispositif de freinage 26 entre en action par le fait que les patins de frein 28, 28' sont appliqués contre la partie périphérique 29 de l'organe annulaire qui est ainsi freiné. Cela peut être effectué soit par freinage à glissement, soit, de préférence, en arrêtant complètement l'organe annulaire. Etant donné que le rotor 2 continue à tourner en continu, on obtient, entre les rotors et l'organe annulaire, une vitesse différentielle qui met en marche la poulie 22 et provoque la rotation de l'arbre 23. En d'autres termes, la pompe 24 est mise en marche tout en établissant une pression qui, par les conduits 31, 311, est transmise aux chambres 13' de chaque cylindre 10. Cette pression est apte à surmonter nettement la pression dans les chambres 13, c'est-à-dire que les pistons 12 sont enfoncés dans le cylindre tout en basculant les outils 5 vers l'exté- rieur, en même temps que la pression dans les accumulateurs 9 augmente. Dès que le frein 26 est relâché de nouveau, l'organe annu- laire 18 se remet à suivre le rotor 2, ce qui rend de nouveau la pompe 24 inopérante. I1 en résulte que les outils de travail sont ramenés vers le centre du rotor et appliqués de nouveau élastiquement contre la bille, du fait que la pres- sion dans les chambres 13' a de nouveau été relâchée, si bien que la pression des ressorts engendrée par les accumu- lateurs 9 est de nouveau établie. On peut avantageusement et régulièrement utiliser la susdite possibilité d'écarter les bras du centre du rotor en rela- tion avec l'introduction dans la machine des différentes billes, pour éviter ainsi que la bille ne se heurte contre les outils et les fatigue. On peut également utiliser la possibilité d'écarter les bras du centre du rotor dans le -8- 2571298 cas o l'on doit interrompre, pour une raison ou une autre, le passage du matériau à travers le rotor, ce qui évite l'usure continue de la bille par les outils. On peut, en outre, utiliser cette possibilité pour commander la machine d'une façon entièrement nouvelle, en accord avec le mode d'exécution illustré dans les figures 3 - 5 et décrit ci- dessous en détail. La figure 5 montre schématiquement comment les outils 5 sont associés à un capteur 35, par exemple une cellule photo- électrique, pour détecter une bille, c'est-à-dire le moment o une bille s'approche des outils. En accord avec le mode d'exécution illustré dans les figures 3 - 5, les outils sont maintenus dans l'état initial ou d'attente, dans lequel ils sont arrêtés dans les positions illustrées à la figure 4, aussi longtemps que le capteur 35 indique l'absence d'une bille dans la machine. Les bras sont amenés dans ces positions initiales, de la façon précédem- ment décrite, en freinant l'organe annulaire 18 pour que les chambres 13' soient alimentées avec un liquide dont la pression est plus élevée que la pression du fluide dans les chambres 13. De préférence, quoique non nécessairement, les outils 5 se trouvent basculés dans leurs positions extrêmes ou sont à une distance maximum du centre. En tout cas, les bras en sont écartés suffisamment pour que chaque bras soit éloigné du centre d'une distance sensiblement plus grande que le rayon de la bille introduite. Dès que le capteur 35 indique qu'une bille est en route vers les outils, la pression dans les chambres 13 se relâche et la pression de maintien dans les chambres 13 fait basculer les bras vers l'intérieur et les applique contre la bille dans la région de son extrémité-frontale, et ensuite l'écor- çage est amorcé de la manière traditionnelle. Lorsque l'écorçage est terminé et que la bille a passé les outils, les bras sont ramenés dans leur position initiale - 9 2-2571298 basculée vers l'extérieur, comme l'illustre la figure 4 et la partie centrale de la figure 5 respectivement. Etant donné que, suivant l'invention, les outils sont bascu- lés vers l'intérieur contre la bille lorsque commence l'écorçage, l'extrémité de la bille ne sera pas endommagée et les outils d'écorçage peuvent être fabriqués sans bords "accrochants" spéciaux et compliqués, et les moyens de coupe et de travail peuvent avoir la forme de simples grattoirs. En outre, la bille peut être travaillée sous une pression de contact relativement faible des rouleaux d'alimentation de la machine, ce qui réduit au minimum l'endommagement du bois de la bille par les pointes de ces rouleaux. En outre, on supprime toute tendance de la bille à rouler pendant qu'elle est introduite dans la machine. Et enfin, il convient de noter que l'évacuation de l'écorce du rotor est considéra- blement améliorée par le fait que les outils s'écartent au lieu de se rapprocher. On notera que l'invention ne se limite pas au seul mode d'exécution décrit ci-dessus et illustré au dessin. Ainsi, on peut utiliser, dans le même but, d'autres types de mécanismes générateurs de puissance à la place d'une pompe hydraulique. Ce qui importe est que le mécanisme générateur de puissance suive le rotor et qu'on utilise la vitesse différentielle entre le rotor et ledit organe annulaire pour mettre en marche le mécanisme au moyen d'une transmission. On peut, en outre, remplacer la courroie par d'autres types de transmissions, par exemple des transmissions par engrena- ge, à savoir une crémaillère sur un organe annulaire qui coopère avec un engrenage de l'arbre d'entraînement de la pompe ou du mécanisme générateur de puissance. Pour la mise en oeuvre du mode opératoire tel qu'illustré dans les figures 3 - 5, il est également possible d'utiliser tout composant mécanique qui convient. Ainsi, il est possi- ble de faire revenir les outils dans leurs positions initia- - 22571298 - 10 - les extérieures au moyen de ressorts mécaniques contre l'action desquels les outils peuvent être basculés dans leurs positions actives au moyen de cylindres à simple effet contenant un fluide, au lieu d'avoir recours à l'ensemble de la figure 1. Revendications de brevet 1. Dispositif d'écorçage à bague annulaire comprenant un stator et un rotor monté rotatif sur. le stator, ledit rotor possédant une ouverture pour introduire, dans le sens de la longueur, une bille de bois à écorcer et associé avec différents outils de travail pivotants, chacun de ces outils étant actionné par un mécanisme à ressorts qui tend normale- ment à appliquer l'outil élastiquement contre une bille qui traverse le rotor pour être écorcée, les différents outils pouvant être, au besoin, basculés ensemble vers l'extérieur, ce qui les écarte de la bille ou du centre du rotor, contre l'action dudit mécanisme à ressorts, caractérisé en ce que, entre le rotor (2) et le stator (1), il est prévu une bague (18) qui est montée sur le rotor et fonctionne normalement à la même vitesse que le rotor, ladite bague étant reliée, par une transmission (2122), à l'arbre (23) ou à l'organe d'entraînement d'au moins un moteur monté sur le rotor et entraîné constamment par celui- ci, le stator possédant un dispositif de freinage (26) apte à réduire, au besoin, la vitesse du rotor, de préférence à zéro, tout en permettant un mouvement relatif entre ledit rotor et ladite bague, mouvement qui provoque, par l'inter- médiaire de ladite transmission, la rotation de l'arbre du moteur, de manière telle que le moteur transmette à son tour à l'outil de travail et/ou au mécanisme à ressorts une force qui surmonte la pression du mécanisme à ressorts et bascule l'outil vers l'extérieur en l'écartant du centre du rotor. 2. Dispositif d'écorçage à bague annulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme à ressorts comprend un ensemble piston-cylindre, ainsi qu'un accumulateur de pression qui communique avec ledit ensemble piston-cylin- dre, et en ce que ledit moteur est une pompe hydraulique possédant un conduit de pression relié audit ensemble piston-cylindre du même côté du piston dudit ensemble qu'une tige de piston reliée à l'outil de travail. - 12 - 3. Dispositif d'écorçage à bague annulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite transmission comprend une courroie, par exemple une courroie trapézoidale, posée sur une rainure constituée dans ladite bague et une deuxième rainure constituée dans une poulie montée sur l'arbre d'entraînement du moteur. 4. Dispositif d'écorçage à bague annulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de freinage a deux patins de freinage relativement mobiles, aptes à être appli- qués, au besoin, contre une partie périphérique de ladite bague. 5. Procédé pour la mise en oeuvre d'un dispositif d'écorçage à bague annulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les outils d'écorçage sont, dans leur état initial ou d'attente, maintenus dans une position o ils sont basculés vers l'extérieur et écartés de la bille de préférence le plus loin possible, et sont amenés vers l'intérieur contre la bille seulement lorsque l'extrémité frontale de la bille atteint la région des outils et sont de nouveau basculés vers l'extérieur dans leur position initia- le lorsque le travail sur la bille est terminé.