Brevet FR2606967A1 — publié le 19880527

La présente invention concerne une machine d'abattage et de façonnage d'arbres, et notamment une tête de travail pour une telle machine. Il existe deux conceptions de têtes de travail équipant les machines connues qui peuvent assurer l'abattage des arbres et leur façonnage. Suivant la première conception, la tête de travail possède,en position d'abattage et en position de façonnage,la même liberté angulaire dans le plan vertical. Or, s'il est souhaitable qu'en position de façonnage la tête de travail puisse s'adapter à la position de l'arbre à façonner sans qu'il soit besoin de manoeuvrer l'engin porteur de la dite tète de travail, on a, au contraire, intérêt à diminuer cette liberté angulaire lorsque la tête de travail est utilisée pour l'abattage, de manière à diminuer les efforts subis par le bras portant la tête de travail. En effet, plus la liberté angulaire augmente, plus le porte-à-faux augmente et, étant donné les efforts en jeu, on arrive alors à de telles dimensions de ce bras et de l'engin porteur si l'on veut abattre autre chose que des arbustes, que le poids en devient prohibitif et que l'encombrement aboutit à de sérieuses difficultés pour rentrer dans les peuplements, voire interdit même cette entrée. C'est pourquoi, suivant la deuxième conception, la tête de travail a, en position d'abattage, une liberté angulaire moindre que celui qu'elle a en position de façonnage. Nais alors on se trouve devant un autre inconvénient qui réside dans la complexité plus grande de construction de cette tête, du fait qu'elle doit comporter, en plus des organes destinés au façonnage et à l'abattage, le dispositif assurant la limitation de la liberté angulaire en position d'abattage. La présente invention a pour but de supprimer cet inconvénient en proposant une tête de travail dont la conception même lui donne la liberté angulaire souhaitable en position de façonnage et la limitation de cette liberté en position d'abattage, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un dispositif spécial. Selon l'invention, une machine d'abattage et de façonnage d'arbres est équipée d'une tête de travail qui comprend des moyens d'entraînement et d'ébranchage pour le façonnage, et des moyens de I.. préhension et de coupe pour l'abattage, les moyens de préhension pouvant être constitués par les moyens d'entraînement et d'ébranchage, et qui est suspendue à un bras porteur par au moins deux articulations perpendiculaires l'une à l'autre, l'une de ces articulations permettant le pivotement horizontal de la tête tandis que l'autre lui donne une certaine liberté angulaire dans le plan vertical, et est caractérisée en ce que la dite tte de travail est portée par une ossature constituée d'une poutre pourvue d'au moins un espace libre destiné à neutraliser l'articulation de liberté angulaire verticale lorsque la tête de travail est en position d'abattage. Suivant une variante de réalisation intéressante de l'invention, la poutre constituant l'ossature de la tête de travail présente une section en forme de U, qui assure une augmentation de raidissement sans augmentation de poids. Suivant une autre variante intéressante, la poutre constituant l'ossature de la tête de travail limite le pivotement de l'ensemble de celle-ci autour de l'articulation non bloquée, l'avantage d'une telle disposition étant la limitation des risques découlant d'un porte-à-faux trop important par rapport au polygone de sustentation du porteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre en se référant aux trois dessins joints qui donnent à titre indicatif et non limitatif, un exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 montre une tête de travail suivant l'invention en position de façonnage. La figure 2 montre la même tête en position d'abattage. La figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 2. L'ossature de la tête de travail est constituée par une poutre 1 dont la section est en U et qui porte quatre couteaux 2, 3, 4 et 5 mobiles et groupés deux à deux en opposition, deux rouleaux 6 et 7 munis de lames 8 à leur périphérie, deux plaques 28 et 29 légèrement coudées, un caisson 11, et un cylindre hydraulique 9 dont le corps est articulé en 10 sur la poutre 1 et dont la tige est articulée sur un axe 15 porté par une pièce 13 qui porte également un second axe 12 sur lequel la poutre 1, et donc l'ensemble de la tête de travail, est articulée. 3 2606967 La pièce 13 est suspendue par un axe 14 perpendiculaire à l'axe 12, à une chape 16, qui comprend deux parties 17 et 18 tournant l'une par rapport à l'autre autour de l'axe 30, gr&ce à un dispositif hydraulique non représenté parce que ne faisant pas partie de l'invention, la partie 17 étant suspendue par l'intermédiaire d'un axe 24 à un bras porteur 19 dont l'extrémité seule apparaît sur le dessin. Sur la partie 17 de la chape 16, sont soudées deux plaques d'arrêt et 21 qui portent, d'une part, un axe 22 sur lequel est articulée la tige d'un second cylindre hydraulique 23 dont le corps (non représenté) est luimême articulé sur le bras porteur 19 et, d'autre part, deux butées 25 et 26, soudées la première sur la plaque 20 et la seconde sur la plaque 21. Le caisson 11 abrite un dispositif classique de tronçonnage non représenté ni décrit parce que ne faisant pas partie de l'invention et dont 27 constitue le groupe de commande. Dans ces conditions, le fonctionnement s'établit comme expliqué ci- après. Dans la position de façonnage qui est illustrée à la figure 1, la partie 18 de la chape 16 tourne librement par rapport à la partie 17 0 autour de l'axe 30 et il s'en suit que la tête de travail, suspendue à cette partie 18, peut prendre n'importe quelle position angulaire par rapport à la partie 17 de la chape et donc par rapport au bras porteur g19 sur lequel celle-ci est articulée. - De même, la tête de travail peut pivoter librement à la fois autour des axes 12 et 14, le pivotement libre autour de 12 lui permettant de conserver sa position horizontale lorsqu'on incline vers l'avant ou vers l'arrière la chape 16, sous l'action du cylindre 23, pour placer correc- tement la tête de travail par rapport à l'arbre à façonner, et la liberté angulaire autour de l'axe 14 permettant d'éviter la transmission 0 à la chape 16 et au bras porteur 19, des à-coups latéraux au cours du façonnage. Pour mettre la tête de travail dans la position d'abattage illustrée à la figure 2, on relève si nécessaire le bras porteur 19 et on actionne le cylindre 9 en extension. Celui-ci tend à écarter l'un de l'autre les axes 10 et 15; mais comme l'axe 15, pris dans la pièce de suspension 13, ne peut pas se déplacer, c'est l'axe 10 qui se déplace, faisant ainsi basculer l'ensemble de la tête de travail autour de l'axe 12. Dans ce mouvement, une partie de la poutre en U qui constitue l'ossature de la tête de travail vient s'emboîter sur l'ensemble de la S chape 16 ainsi qu'il apparaît sur la figure 3, neutralisant ainsi l'axe 14 et supprimant toute liberté angulaire de la tête de travail autour de cet axe. La tête de travail peut ainsi être manoeuvrée sans risque de balancement pouvant mettre en cause la stabilité de l'engin sur lequel est fixé le bras porteur 19. Cette disposition, connue en soi, est obtenue par la seule forme particulière de la poutre portant la tête de travail, forme qui, par ailleurs, apporte un raidissement de cette poutre sans augmenter son poids. Etant donné qu'il s'agit d'un matériel qui travaille dans des conditions très sévères, les différents axes peuvent prendre une certaine usure. Mais cette usure ne doit pas faire obstacle au bon fonctionnement de l'ensemble. C'est pourquoi l'ossature 1 a été équipée des plaques coudées 28 et 29 qui,en cas d'usure, notamment de l'axe 12, assurent le guidage de la chape 16 pour l'amener entre les flancs de la poutre en U. La tête de travail illustrée présente un autre avantage en position d'abattage, à savoir la limitation de son débattement angulaire autour de l'axe 30, ainsi qu'on le voit sur la figure 3. En effet, si l'on fait tourner la partie 18 de la chape 16 par rapport & la partie 17, la poutre 1 est elle-même entraînée en rotation, mais seulement Jusqu'à ce que l'une des ailes de la poutre vienne en contact avec l'une des butées 25 et 26 et arrête ainsi le mouvement de rotation, une telle disposition constituant une garantie & l'encontre de manoeuvres risquant d'entraîner un porte-à-faux trop important de la tête de travail par rapport à l'engin porteur ou d'endommager les tuyauteries flexibles. Pour revenir en position de façonnage, on manoeuvre le cylindre 9 dans l'autre sens: l'axe 10 se rapproche de l'axe 13, ce qui fait revenir la tête de travail à l'horizontale o elle se retrouve en position de façonnage. ! 1 s Il est entendu que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction dans les dispositifs décrits ou dans leurs arrangements en vue d'obtenir un même résultat. Par exemple, il serait possible de remplacer le cylindre à double effet 9 par un cylindre à simple effet. Dans ce cas, le retour de la tête de travail en position de façonnage s'effectuerait automatiquement par le propre poids de cette tête grâce à la répartition de son poids en neutralisant le dit cylindre, un dispositif étant prévu sur le circuit hydraulique pour contrôler le retour de la dite tête et/ou la vitesse de ce retour. Au lieu d'être disposées sur la chape 16, les butées 25 et 26 pourraient être installées sur le bras porteur 19 lui-même. L'ossature de la tête de travail pourrait avoir une section en I, pourvu que les ailes du I soient d'une dimension permettant le blocage de l'axe 14, ou même être constituée par une poutre en profilés assemblés pourvu que leur agencement laisse un espace libre assurant le blocage du dit axe 14. 6 2606967 R E V E ND I C A T IONS 1)- Machine d'abattage et de façonnage d'arbres équipée d'une tête de travail qui comprend des moyens d'entraînement et d'ébranchage pour le façonnage, et des moyens de préhension et de coupe pour l'abattage, les moyens de préhension pouvant être constitués par les moyens d'entraînement et d'ébranchage, et qui est suspendue à un bras porteur par au moins deux articulations perpendiculaires l'une à l'autre, l'une de ces articulations permettant le pivotement horizontal de la tête tandis que l'autre lui donne une certaine liberté angulaire dans le plan vertical, caractérisée en ce que la dite tête de travail est portée par une ossature constituée d'une poutre (1) pourvue d'au moins un espace libre destiné à neutraliser l'articulation de liberté angulaire verticale (14) lorsque la tête de travail est en position d'abattage. 2)- Machine d'abattage et de façonnage suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'ossature portant la tête de travail est constituée par une poutre en U (1). 3)- Machine d'abattage et de façonnage suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractériséeen ce que la tête de travail comporte des moyens (25, 26) de limitation du débattement angulaire de la dite poutre lorsque la tête de travail est en position d'abattage. 4)- Machine d'abattage et de façonnage suivant la revendication 3 caractérisée en ce que les moyens de limitation du débattement angulaire de la poutre en position d'abattage sont constituée par des butées (25, 26) avec lesquelles la dite poutre vient en contact lorsqu'elle est soumise a mouvement de rotation. 5)- Machine d'abattage et de façonnage suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la tête de travail passe de la position de façonnage à la position d'abattage par un mécanisme à simple effet, le retour en position de façonnage étant lui-même obtenu, grâce à la répartition du poids de l'ensemble de la tête, en neutralisant le dit mécanisme. 6)- Machine d'abattage et de façonnage suivant la revendication 5 caractérisée en ce que le mécanisme à simple effet assurant la mise en position d'abattage de la tête de travail est constitué par un cylindre hydraulique, un dispositif étant prévu sur le circuit hydraulique pour 7 2606967 contrôler le passage de la position d'abattage & la position de façonnage. 7)- Machine d'abattage et de façonnage suivant la revendication 6 caractérisée en ce que la tête de travail est pourvue d'un dispositif contrôlant la vitesse de passage de la position d'abattage à la position de façonnage. 8)- Machine d'abattage et de façonnage suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que l'articulation (14) de liberté angulaire verticale de la tête de travail est solidaire d'une chape tournante(16)>. 9)- Machine d'abattage et de façonnage suivant la revendication 8 caractérisée en ce que la poutre constituant l'ossature de la tête de travail comporte des moyens de guidage de la chape tournante vers la position d'abattage. - Machine d'abattage et de façonnage suivant l'une des revendications 2 a 9 caractérisée en ce que les moyens de guidage sont fixés sur les ailes de la poutre en U constituant l'ossature de la tête de travail.