Brevet FR2597393A1 — publié le 19871023

La présente invention concerne une machine d'exploitation forestière destinée notamment au façonnage d'arbres. I)ans le présent texte, les mots "façonnage" ou "façonner 's'entendent dans le sens de l'ébranchage complet d'un tronc d'arbre venant d'être abattu, que ce tronc soit simultanément débité ou non en billons. Les appareils de façonnage connus comprennent essentiellement des moyens qui assurent l'entralnement longitudinal du tronc en cours de façonnage à travers une série de couteaux qui enserrent le tronc et découpent les branches au fur et à mesure de l'avancement de l'arbre. Un inconvénient de ces systèmes est qu'il y a pratiquement toujours, entre deux couteaux voisins, un espace mort dans lequel peuvent se trouver des branches qui échappent ainsi aux couteaux et il ne suffirait pas de repasser le tronc, à l'envers, dans la machine, puisse les couteaux, réalisant les mêmes trajets,laisseraient les mêmes espaces rorts. Pour assurer l'ébranchage total, il est alors nécessaire de se livrer à une manipulation du tronc pour le repasser dans la machine dans une position différente. Par ailleurs, il est à noter que l'action des couteaux sur les branches à couper se fait suivant une ligne droite. Or, c'est l'action qui denande le plus d'efforts. La présente invention a pour objet une machine de façonnage d'arbres qui évite ces inconvénients. Elle comprend,de façon classique, des moyens de translation longitudinale de l'arbre en cours de façonnage à travers une série de couteaux qui enserrent le tronc du dit arbre, et elle est caractérisée essentiellement en ce qu'elle comprend des moyens assurant une rotation relative entre les dits couteaux et le dit arbre en cours de façonnage. Un premier avantage d'une telle disposition réside dans le fait que, grâce j cette rotation, on peut obtenir facilement, un façonnage intégral d'un tronc d'arbre en lui faisant faire un aller et retour dans la machine comme il sera montré plus loin, et donc sans manipulation intermédiaire. Un deuxième avantage de la rotation relative couteaux tronc, est qu'elle modifie l'attaque du couteau sur les branches à couper une lui donnant une composante tangentielle qui favorise leur action et facilite donc le façonnage, et cette modification de l'angle d'attaque permet d'utiliser comme moyens de coupe des couteaux aux tranchants perpendiculaires à l'axe longitudinal de l'arbre en cours de façonnage, de tels couteaux étant plus économiques à fabriquer que les couteaux à tranchants inclinés. Un troisième avantage non négligeable de cette rotation consiste dans la possibilité qu'elle procure à la machine d'assurer éventuellement l'écorçage en même temps que le fa çonnage. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, ce sont les moyens opérant la translation longitudinale de l'arbre en cours de façonnage qui assurent sa rotation par rapport aux couteaux, ce qui ajoute aux avantages ci-dessus une grande simplicité de construction. Suivant une variante intéressante de l'invention, ces moyens de translation et de rotation de l'arbre en cours de façonnage consistent en deux rouleaux munis d'aspérités à leur périphérie, et présentant une inclinaison de même valeur, mais inversée. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre en relation avec les figures jointes illustrant schématiquement un exemple de réalisation donné à titre purement indicatif et nullément limitatif de la présente invention. La figure 1 donne une vue latérale en élévation de cette réalisation, la figure 2 étant une vue suivant II-II de la figure 1 et la figure 3, une vue suivant III-III de la même figure 1. Sur ces figures, le véhicule sur lequel la machine est généralement montée n'est pas représenté parce que ne faisant pas partie de l'invention, et seuls, sont dessinés les éléments liés directement à l'invention. La machine se compose essentiellement de quatre parties: un carter 1, deux couteaux articulés 2 et 3, un couteau fixe 28 et deux rouleaux 4 et 5. Le carter 1 contient l'ensem'Dle des mécanismes permettant la manoeuvre des couteaux et des rouleaux. Le couteau 2 est constitué d'une lame 6 et d'un portelame 8. Disposé sur le carter 1, il est monté rotatif autour d'un axe 10. La lame 6 présente deux tranchants 12 et 14, dont les fils sont contenus dans des plans perpendiculaires à l'axe 10. Le couteau 3 est constitué d'une lame 7 et d'un portelame 9. Disposé sur le carter 1, il est également monté rotatif autour d'un axe 11. La lame 7 présente aussi deux tranchants 13 et 15 dont les fils sont contenus dans des plans perpendiculaires à l'axe 11. Chaque porte-lame 8, 9 se continue à l'intérieur du carter 1 par un bras de manoeuvre dessiné en trait pointillé sur la figure 3 et entraîné par un mécanisme hydraulique non représenté. Le rouleau 4 est monté sur un arbre 16 tenu par un support 30 constitué de deux bras 18 et 20 et d'un moyeu 22 pivotant autour d'un arbre 24. Les deux bras 18 et 20 contiennent les mécanismes assurant l'entraînement en rotation du dit rouleau 4. Enfin, l'arbre 16 est incliné par rapport à l'arbre 24. Le rouleau 5 est monté sur un arbre 17 tenu par un support 31 constitué de deux bras 19 et 21 et d'un moyeu 23 pivotant autour d'un arbre 25. Les deux bras 19 et 21 contiennent les mécanismes assurant l'entraînement en rotation du dit rouleau 5. Enfin, I'arbre 17 est incliné par rapport à l'arbre 25. Un dispositif non représente parce que ne faisant pas partie de l'invention, assure le pivotement des supports 30 et 31 autour des arbres 24 et 25 de manière à rapprocher les rouleaux 4 et 5 l'un de l'autre. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme il sera décrit ci-après. Le pied de l'arbre à façonner, préalablement ébranché, est disposé à la fois entre les rouleaux 4 et 5 et entre les couteaux 2 et 3, et appuyé sur le couteau fixe 25. On rap proche alors l'un de l'autre les rouleaux jusqu'à ce qu'ils viennent s'appuyer avec une pression suffisante sur le pied de l'arbre. De même, on fait manoeuvrer les couteaux 2 et 3 autour de leurs axes 10 et 11 jusqu'à ce qu'ils enserrent conjointement avec le couteau fixe 28, le pied de l'arbre avec une pression également suffisante. On fait alors tourner les rouleaux 4 et 5 respectivementdans le sens des flèches 26 et 27 et cette rotation va provoquer un double mouvement de l'arbre en façonnage, à savoir une translation longitudinale qui va le soumettre à l'action des tranchants 14 et 15 des couteaux 2 et 3 et une rotation autour de lui-même. En effet, du fait que les arbres 24 et 25 - et donc les axes de rotation des rouleaux 4 et 5 - sônt presque verticaux, la rotation des dits rouleaux provoque un mouvement de translation de l'arbre en cours de façonnage dans le sens de la flèche 29. Mais, du fait de son inclinaison particulière, chaque rouleau entraîne différemment l'arbre en cours de façonnage. Chaque point du rouleau 4 en contact avec l'arbre en cours de façonnage décrit une courbe hélicoldale ascendante tandis que, dans les mêmes conditions, chaque point du rouleau 5 décrit une courbe hélicoïdale descendante. Il s'ensuit un entraînement en rotation sur lui-même de l'arbre en cours de façonnage. En ce qui concerne la valeur de l'inclinaison des rouleaux 4 et 5 par rapport au sens d'avancement de l'axe longitudinal de l'arbre en cours de façonnage, on notera que dans le cas d'arbres à branches petites ou moyennes et à écorce très fibreuse, elle se situera, de préférence, à au moins 80". Par contre, dans le cas d'arbres à branches assez grosses et à écorce peu fibreuse, elle pourra descendre jusqutà 450. Classiquement, c'est-à-dire en cas d'entraînement de l'arbre en simple translation axiale, les couteaux agissent suivant des génératrices du tronc et leurs trajets ne sont fonction que de la géométrie de celui-ci. Si donc quelques brandies leur échappent parce que situées dans des zones mortes entre deux couteaux ayant des trajets voisins, il est nécessaire de manipuler le tronc pour changer sa position angulaire de manière à faire coïncider les branches non coupes avec les trajets des couteaux. Au contraire, suivant l'invention, la rotation de l'arbre par rapport aux couteaux fait que ceux-ci décrivent sur le tronc,des trajets hélicoïdaux. Or le patinage, qui existe toujours plus ou moins au début du mouvement d'entraînement de l'arbre et qui ne modifie en rien les trajets des couteaux dans les machines classiques,va se traduire par un déplacement de ces trajets par rapport à l'aller, et comme les zones mortes entre deux couteaux sont moins larges que les couteaux, les branches qui auraient échappé à ceux-ci à l'aller seront ainsi coupées au retour. On ajoutera à cet avantage que le mouvement de rotation de l'arbre par rapport aux couteaux donne à l'attaque de ceux-ci sur les branches une composante tangentielle qui se traduit par un certain glissement relatif entre branches et couteaux. Ce glissement, en favorisant l'action de ces derniers et en facilitant l'ébranchage, permet d'utiliser des lames de couteaux qui, avec des tranchants parallèles entre eux et perpendiculaires aux axes sur lesquels ils tournent, sont plus faciles à fabriquer et donc moins coûteuses que des lames à tranchants inclinés différemment. Enfin, grâce à la rotation sur lui-même de l'arbre en cours de façonnage, l'écorçage obtenu par les couteaux au cours du façonnage est beaucoup plus poussé que celui produit par les machines à façonner classiques. Ces dernières attaquent l'écorce dans le sens des fibres, et cela provoque un amincissement progressif des morceaux enlevés qui finissent par échapper aux couteaux.Ici l'écorçage se fait obliquement par rapport aux fibres de l'écorce, si bien que le décollage de celles-ci s'étend aux zones voisines des zones de contact entre écorce et couteaux et, d'une part, cela agit à l'encontre de l'amincissement des morceaux enlevés et, d'autre part, il en résulte que, dans le cas d'écorces fibreu ses telles que, par exemple, sur les différents eucalyptus, un écorçagell peu près complet peut être réalisé sans la nécessité, pour les couteaux, d'être ea contact avec toute la périphérie de l'arbre en cours de façonnage. C'est pourquoi, lorsque l'extrémité de l'arbre arrive aux couteaux, il suffit de le faire revenir en arrière dans le cas où, par exemple, des branches auraient échappé aux couteaux ou que des irrégularités importantes du tronc auraient empêché,dans certaines parties l'écorçage correct recherché. Pour cela, il suffit de faire tourner respectivement les rouleaux 4 et 5 dans le sens contraire des flèches 26 et 27 et, comme expliqué plus haut, les trajets hélicoïdaux des couteaux seront décalés et pourront ainsi balayer les zones laissées intactes par les couteaux à l'aller. De plus, l'angle d'attaque des tranchants 12 et 13 qui agissent sur les branches et/récorce dans ce mouvement de retour est l'inverse de celui des tranchants 14 et 15 et l'action différente qui en résulte est de nature à mieux terminer le travail effectué à l'aller. Le cas échéant, si l'on craint que, malgré le patinage en début du mouvement de retour, les couteaux ne retombent sur le même trajet, on peut alors les débrayer un instant en les écartant du tronc et faire tourner quelque peu les rouleaux pour que, lors de leur remise en contact avec l'arbre, b position des couteaux est différente. Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction, leur arrangement ou leur fonctionnement, pour en obtenir les mêmes résultats. On pourrait, par exemple, utiliser des couteaux différents ou en nombre plus important et les disposer alors régulièrement à la périphérie de l'arbre en façonnage. Les rouleaux d'entraînement,au lieu d'être cylindriques, pourraient aussi se présenter sous la forme de diabolos à courbure symétrique ou non, de troncs de cône ou autres et, au lieu de picots, ils pourraient être munis de barrettes, chevrons ou autres aspérités, éventuellement dentelés ou échancrés. il serait possible aussi d'avoir des rouleaux non identiques,par exemple deux rouleaux dont l'un muni d'aspérités et l'autre à surface seulement rugueuse, voire lisse, et le rouleau muni d'aspérités pourrait alors être seul incliné. Au lieu d'avoir une inclinaison donnée, les rouleaux pourraient être équipés soit d'un dispositif inversant les inclinaisons suivant les mouvements d'aller et retour de l'arbre à façonner, de manière à avoir des trajets hélicol- daux inversés des couteaux, soit d'un dispositif assurant aux dits rouleaux une inclinaison variable qui pourrait être choisie en fonction de l'arbre à traiter. Pour réaliser l'invention, il serait aussi possible de disposer les couteaux sur un support animé, en fonctionnement, d'un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal de l'arbre en façonnage et ce mouvement de rotation pourrait soit s'ajouter au mouvement de rotation de l'arbre, soit le remplacer, l'essentiel étant la rotation relative des couteaux et de l'arbre en façonnage. C'est pourquoi les couteaux pourraient aussi être disposés sur un support animé non plus d'un mouvement rotatoire, mais d'un mouvement oscillatoire autour de l'axe longitudinal de l'arbre en façonnage. Le mouvement de rotation de l'arbre sur lui-même pourrait lui-même être remplacé par un mouvement oscillatoire. REVENDICATIONS 1.) - Machine d'exploitation forestière pour le façonnage d'arbres comprenant des moyens de translation longitudinale de l'arbre en cours de façonnage à travers des moyens de coupe qui enserrent le tronc du dit arbre, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens assurant une rotation relative entre les dits moyens de coupe (2,3) et le dit tronc d'arbre. 2.)- Machine d'exploitation forestière suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (4,5) assurant la mise en rotation du tronc d'arbre au cours de sa translation longitudinale. 3.) - Machine d'exploitation forestiere suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (4, 5) d'entraînement du tronc d'arbre en translation longitudinale assurent-également sa mise en rotation sur lui-même. 4.) - Machine d'exploitation forestière suivant la revendication 3, dont les moyens d'entraînement du tronc d'arbre en façonnage comprennent au moins un rouleau (4, 5), caractérisée en ce que le dit rouleau présente une inclinaison d'ail moins 450 par rapport au sens d'avancement de l'axe longitudinal du dit tronc. 5.)-Machine d'exploitation forestière suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le rouleau d'entraînement est muni de moyens permettant d'en régler l'inclinaison par rapport au sens d'avancement du tronc d'arbre en façonnage. 6.) - Machine d'exploitation forestière suivant la revendication 4 ou 5 comprenant des moyens d'entraînement constitués de deux rouleaux identiques à aspérités, caractérisée en ce que les axes des dits rouleaux (4, 5) sont disposés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du tronc d'arbre en façonnage. 7.) - Machine d'exploitation forestière suivant l'une des revendications 4,5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour inverser l'inclinaison des dits rouleaux.