Brevet FR2601281A1 — publié le 19880115

Procédé d'écorçaqe de troncs d'arbres et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention se rapporte à un procédé d'écorçage de troncs d'arbres au moyen d'un dispositif d'écorçage annulaire qui comporte un rotor annulaire disposé selon la direction d'avancement des troncs et maintenu perpendiculaire à celleci, rotor dont l'ouverture centrale est traversée par les troncs et qui est muni d'outils d'écorçage mobiles qui sont déplaçables à partir d'une position dans laquelle leurs surfaces d'attaque se trouvent tout pres de l'axe central d'avancement dans une direction s'écartant de cette position, en surmontant une force élastique s'opposant à la force centrifuge et excèdant cette dernière pendant l'opération d'écorçage, jusque dans une position ouverte sans contact avec le tronc respectif, outils qui sont susceptibles d'être appuyés, avec une pression d'appui réglable en marche, sur le tronc qui défile à travers le dispositif. Dans les procédés connus, le rotor est entrainé sensiblement avec une vitesse de rotation constante que l'on modifie tout au plus un peu sous la sollicitation différente du rotor par des troncs différents, à l'intérieur de la zone de glissement normale du moteur d'entraînement, et la pression d'appui est, pendant la période active du dispositif d'écorçage, commandée par une commande externe de la force élastique. Pour générer et contrôler respectivement pour augmenter et diminuer à volonté la force élastique, on connait de nombreux dispositifs divers, qui ont tous l'inconvénient d'être d'un cotit de construction elevé, d'être très sensibles aux dérangements et de nécessiter un entretien.Dans la plupart des cas, la force élastique est produite par de groupes hydrauliques montés sur le rotor, qui peuvent être alimentés en huile sous pression par une pompe et décompressés par l'intermédiaire de soupapes d'échappement contrôlables, dans lesquels, par exemple, tout le circuit hydraulique, y compris les pompes et la soupape d'échappement, est monté sur le rotor et doit être commandé et actionné en ce point à partir du b ti fixe. Une autre proposition connue prévoit de produire l'agent sous pression pour les vérins d'avancement des outils d'écorçage qui tournent avec les outils d'écorçage sur le rotor sur le bâti fixe et de l'amener au rotor par l'intermédiaire d'un système de conduites avec des raccords tournants. Le problème à la base de la présente invention est de réaliser le procédé du type défini dans le préambule du présent mémoire descriptif, de façon que, pendant la marche du rotor l'alimentation d'une pression fixée arbitrairement ou l'actionnement mécanique des groupes tournant avec le rotor pour produire la force élastique puissent être supprimés pour le pilotage de la pression d'appui. Le problème sus-mentionné est résolu par la caractéristique suivante du procédé La pression d'appui des outils d'écorçage est commandée exclusivement par modification de la vitesse de rotation du rotor, la force élastique qui dépend tout au plus de la distance des outils d'écorçage à l'axe central d'avancement et reste inchangée en marche, étant réglée sur la masse des outils d'écorçage et prédéterminée de manière que, pour la valeur maximale prévue de la vitesse de rotation du rotor, l'effet de la force centrifuge sur les outils d'écorçage dépasse celui de la force élastique au moins pour les trajectoires des surfaces d'attaque des outils d'écorçage qui sont plus petites que la trajectoire dans la position ouverte. Dans le procédé selon la présente invention, la force élastique est prédéterminée avant la mise en marche du dispositif d'écorçage annulaire et elle ne peut alors plus être modifiée arbitrairement. Le réglage de la pression d'appui est alors effectué, pendant la marche du rotor, exclusivement par la vitesse de rotation du rotor, la force centrifuge sollicitant les outils d'ecorçage vers l'extérieur étant obtenue, pendant l'opération d'écorçage, par le réglage correspondant de la vitesse de rotation du rotor et réglée à une valeur telle que son action sur les outils dans la direction de l'ouverture soit, de préférence, même dans la position de fermeture de ceux-ci qui est la plus proche de l'axe central d'avancement, inférieure à celle de la force élastique sollicitant les outils vers cette position de fermeture.Cependant, en fonction du rapport existant alors entre la force centrifuge et la force de fermeture, il en résulte, pour la force résultante sollicitant les outils d'écorçage dans la direction de fermeture, une valeur plus ou moins grande de la pression d'appui des outils, laquelle le cas échéant ne dépend plus, et, par conséquent, éventuellement est une fonction différente, de la distance desdits outils à la ligne centrale d'avancement, de sorte que, de cette manière, le contrôle recherché de la force d'appui sur le tronc respectif traversant perpendiculairement le dispositif d'écorçage annulaire est possible. Les paramètres fondamentaux peuvent être prédéterminés non seulement par le réglage préalable de la force élastique avant la mise en marche du rotor, mais également, sur le dispositif d'écorçage arrêté, par mise en place et modification de la masse mobile des outils d'écorçage ou autres masses mobiles. De plus, en dehors du contrôle de la pression d'appui au cours de l'opération d'écorçage, le procédé conforme à la présente invention permet egalement, par le réglage caractéristique entre la masse des outils d'écorçage et la vitesse maximale de rotation prévue, l'ouverture complète des outils d'écorçage par accélération du rotor jusqu'à la vitesse de rotation maximale. Le procédé objet de la présente invention peut ainsi être mis en oeuvre en ce qui concerne le fonctionnement de la même manière que le procédé connu, mais il nécessite, du côté mécanique, des frais de construction de loin moins importants, avec également des risques de dérangement très fortement réduits. Une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention est indiquée dans ce qui suit Le processus d'écorçage est réalisé à chaque fois avec des vitesses de rotation du rotor qui se situent dans une plage dans laquelle l'action de la force élastique sur les outils d'écorçage excède celle de la force centrifuge, sur la totalité de la zone de déplacement autorisée des surfaces d'attaque des outils d'écorçage à partir de la distance minimale à l'axe central d'avancement. La caractéristique qui vient d'être indiquée a pour effet que les outils, pendant l'opération d'écorçage, sont toujours sollicités dans la direction de la fermeture jusqu'à la distance minimale prévue de l'axe central d'avancement et que, par conséquent, ils se ferment à nouveau complètement derrière chaque tronc traité et,'par conséquent, de façon définie. La charge de sollicitation déterminante pour la force d'appui ou la caractéristique de variation de la charge de sollicitation en fonction de la distance est de ce fait modifiable ou réglable dans la plage des vitesses de rotation prévue pour l'opération d'écorçage. I1 est de ce fait avantageux de commander la vitesse de rotation du rotor pour le processus d'écorçage, de façon à ce qu'elle soit proportionnelle à la vitesse d'avancement du tronc respectif. On obtient par ce moyen, en raison de la relation quadratique entre la force centrifuge et la vitesse de rotation, une importance d'attaque plus marquée. Un avantage tout-à-fait particulier est apporté également par la caractéristique suivant laquelle, avant l'introduction du tronc dans le rotor a) le rotor est entraîné à une vitesse de rotation pour laquelle L'action de la force élastique sur les outils d'écorçage est réduite par la force centrifuge considé rablement plus fortement que dans la plage inférieure des vitesses de rotation, prévue pour le déroulement de l'écorçage, et b) ensuite, le système d'entraînement du rotor continue à tourner en roue libre en ralentissant lorsqu'il entraîne le rotor après le rattrapage avec une vitesse de rotation se situant à l'intérieur de la plage des vitesse de rota tion prévue pour le processus d'écorçage. Cette caractéristique facilite considérablement l'introduction du tronc dans le dispositif d'écorçage annulaire et permet la mise en place précise du processus d'écorçage d'une manière très simple. Lors de l'introduction d'un tronc dans le dispositif d'écorçage annulaire, les outils d'écorçage, d'abord entièrement fermés, s'écartent sur le coté avant du tronc qui arrive jusqu'à sa périphérie et ils doivent alors, aussitôt après qu'ils sont arrivés sur sa périphérie, poursuivre le travail avec la pression d'appui correcte, le long de la périphérie.Dans le cas du dispositif connu, l'approche des troncs individuels sur le dispositif d'écorçage annulaire, de même que le diamètre des troncs individuels sur le côté avant du tronc qui arrive, ont dt pour celà etre mesurés exactement, et la force élastique, commandée en fonction de ces mesures, ce qui nécessitait des frais de construction élevés avec pourtant un résultat peu satisfaisant.La carac téristique ci-dessus a pour effet qu a présent, après que l'on ait monté le rotor à une vitesse de rotation élevée, c'est-à-dire après une intervention externe simple qui est à effectuer entre la sortie du tronc précédent et l'arrivée du tronc suivant et, par conséquent, qui n'est pas critique dans le temps, le processus de travail d'écartement des outils avec passage immédiatement après,. au moment utile, à l'opération d'écorçage, se déroule automatiquement du fait que les outils encore à peine sollicités vers la ligne centrale d'avance peuvent s'incliner pratiquement sans entrave vers l'extérieur aussitôt qu'ils entrent en contact avec le tronc, mais, du fait qu'ils poursuivent leur déplacement vers l'extérieur, ils sont freinés par le contact avec I'extrémité du tronc, pour poursuivre finalement leur travail en état entraînés par le rotor, la pression d'appui pour l'opération d'écorçage étant commandée par la vitesse de rotation d'entraînement prédéterminée, immédiatement lorsque la périphérie du tronc est atteinte, parce que le rotor a alors été rattrapé par le moteur par suite du ralentissement auquel il est soumis. Ce processus qui ne pouvait être réalisé jusqu'ici qu'en mettant en oeuvre un contrôle important et qui malgré celà était encore imparfait peut, selon le procédé de la présente invention, être obtenu de façon précise avec une possibilité de rotation en roue libre du rotor réalisée de façon simple et une augmentation de la vitesse de rotation du rotor au-delà de la plage des vitesses de rotation prévue pour le fonctionne ment de l'écorçage qui est également simple à réaliser. La présente invention a également pour objet un dispositif d'écorçage pour la mise en oeuvre du procédé. tel que défini ci-dessus, ce dispositif comportant un rotor annulaire disposé selon la direction d'avancement des troncs et maintenu perpendiculaire à celle-ci, rotor dont l'ouverture centrale est traversée par les troncs et qui est muni d'outils d'écorçage mobiles qui sont déplaçables à partir d'une position dans laquelle leurs surfaces d'attaque se trouvent tout près de l'axe central d'avancement, dans une direction s'écartant de cette position en surmontant une force élastique s'opposant à la force centrifuge et excèdant cette dernière pendant l'opération d'écorçage, jusque dans une position ouverte sans contact avec le tronc respectif, outils qui sont susceptibles d'être appuyés, avec une pression d'appui réglable en marche, sur le tronc qui défile à travers le dispositif caractérisé par le fait que l'entraînement du rotor est réalisé pour assurer une vitesse de rotation modifiable de façon arbitraire. Le dispositif d'écorçage est également caractérisé par un embrayage de rattrapage , disposé entre le rotor et le dispositif d'entraînement du rotor. En outre, la force élastique exercée sur les outils d'écorçage et/ou la masse mobile de ceux-ci est/sont modifiable(s) pendant l'arrêt du rotor. Pour mieux illustrer la présente invention, on en décrira plus en détail ci-après un mode de réalisation en référence au dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente schématiquement, en vue de profil, un dispositif d'écorçage annulaire selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, dans lequel on a seulement représenté de la cage du dispositif d'écorçage annulaire la bague centrale de passage des troncs, entourée sur sa partie amont par le rotor et indiqué le support du moteur, - la figure 2 représente schématiquement de face le dispo sitif d'écorçage annulaire selon la figure 1, et - la figure 3 représente en vue de face un outil d'écorçage unitaire avec indication des moments s'exerçant sur lui en service et du moment d'écorçage exercé par lui sur le tronc. Le dispositif représenté sur le dessin comporte un stator dont fait partie une bague 1 de passage des troncs, dont l'axe est centré sur la ligne centrale d'avancement M prédéterminée par le dispositif d'avancement des troncs non représenté, pour chaque tronc 2 à écorcer. Sur la bague 1 de passage des troncs, non rotative, fixe, est monté à rotation, du côté de l'entrée, par l'intermédiaire d'un palier à roulement 3, un rotor annulaire 4, qui est entraîné, par l'intermédiaire d'une courroie 5 passant sur sa périphérie, depuis un moteur 6 fixé sur le stator, et dont on peut faire varier arbitrairement la vitesse de rotation, au moyen d'une poulie 7, un embrayage de rattrapage ou de roue libre 9, qui entraîne positivement la poulie 7 dans le sens de rotation de l'arbre du moteur 6a étant intercale entre la poulie 7, qui est montée à rotation au moyen des paliers à roulements 8 sur l'arbre 6a du moteur, et l'arbre 6a du moteur. Sur le rotor 4, sont montés à rotation mais avec leur axe fixe, sur un cercle concentrique à l'axe central d'avancement M, régulièrement espacés selon la direction périphérique et s'étendant parallèlement à l'axe central d'avancement M, des arbres 10 traversant le rotor 4 en forme de disque - quatre arbres dans l'exemple de réalisation. Sur l'extremite de chaque arbre 10 dirigée vers les troncs qui arrivent, est monté un outil d'écorçage 11, qui a la forme d'un bras en arc, lequel, à une extrémité, est fixé sur l'arbre 10, en étant solidaire en rotation et, dans la position fermée représentée sur les figures 1 et 2 du dessin, arrive jusqu'au voisinage de l'axe central d'avance M.Les extrémités dirigees vers l'intérieur de la bague, des outils d'écorçage 11 forment les surfaces d'attaque des outils sur le tronc 2, outils qui enlèvent l'écorce et les aspérités plus marquées du trorc, lorsque l'on fait glisser longitudinalement celui-ci à travers le rotor 4 tournant avec les outils 11, au moyen du dispositif d'avancement des troncs qui est en gros centré sur l'axe central d'avance M. Les outils 11 en forme de bras, sont sollicités avec une force élastique, qui exerce sur eux, par rapport à chaque arbre 10, un moment de rotation, lequel tend à les faire pivoter contre le tronc, de sorte que les surfaces d'attaque des outils d'écorçage sont mises en appui par la force élastique. Cette force élastique agit dans toutes les positions de pivotement autorisées des outils d'écorçage 11 en raison de leur forme, en s' opposant à la force centrifuge qui tend à écarter les outils d'écorçage de l'axe central d'avance M, de la position fermée représentée vers une position ouverte s'étendant hors du contour de la bague 1 de passage des troncs, et dont l'importance dépend de la vitesse de rotation modifiable du rotor.La force élastique est produite pour chaque outil d'écorçage 11, par un vérin 12, qui, à une extrémité, est monté de façon pivotante sur le rotor 4 et qui, par sa tige de piston 12a, exerce sur l'outil d'écorçage 11, par l'intermédiaire d'un levier 13, qui est fixe solidement sur l'arbre 10, un moment de rotation dans le sens de fermeture. Chaque vérin 12 et le levier 13 associé sont disposés sur le côté du rotor 4 opposé aux outils d'écorçage 11. Les alimentations en agent sous pression des chambres de travail des vérins 12 sont reliées entre elles par une conduite annulaire 15, dans ou de laquelle, à l'arrêt du rotor 4, l'agent sous pression peut être amené ou retiré par l'intermédiaire d'un dispositif d'amenée ou de décharge obturable.L'agent sous pression du système sous pression décrit précédemment se trouve sous la pression que produisent les accumulateurs hydropneumatiques 16, dont chacun est associé à un verin 12. Cette pression dépend de la masse d'agent sous pression emmagasinée dans le système sous pression et de la position des pistons dans les corps de vérins 12, laquelle, d'un autre coté, dépend du degré d'ouverture des outils d'écorçage 11. Le dispositif selon l'invention décrit précédemment fonctionne conformément au procédé de la présente invention, de la manière décrite ci-après Sur les outils d'écorçage 11, agit, selon la figure 3, d'une part, le moment M de la force élastique produite de la a manière décrite ci-dessus, qui tend à les appuyer par les surfaces d'attaque à leurs extrémités libres, sur le tronc 2 avec une pression d'appui dépendant tout au plus de la distance respective des extrémités libres à l'axe central d'avance M, et d'autre part, en cas de rotation du rotor 4, le moment de la force centrifuge dépendant de la vitesse de rotation, qui tend à décoller leurs extrémités libres du tronc, en s'opposant au moment Ma ' de sorte que le moment de rotation M e résultant exercé par les outils d'écorçage 11 sur le tronc est de La pression dans les vérins 12 est réglée avant la mise en marche du rotor 4 à une valeur qui donne la caractéristique de fonctionnement optimale dans le cas des conditions d'écorçage escomptées, qui dépendent en particulier de l'essence de bois et de la saison.Ensuite, par réglage ou modification de la vitesse de rotation du rotor pour l'opera- tion d'écorçage, le moment d'écorçage M e peut encore etre adapté également de tronc à tronc ou de section de tronc à section de tronc, en fonction des données de chaque tronc, de même que selon la vitesse d'avancement modifiable en fonction de ces données quoique, cependant, pendant l'opéra- tion d'écorçage, on travaille de marnière que, dans toutes les positions des outils d'écorçage 11, y compris la position de fermeture, le moment M dépasse le moment M , de sorte a z que le contour du tronc détermine la distance de l'outil et, qu'en conformité avec cela, la pression d'appui correcte soit créée.La vitesse de rotation du rotor est commandée, en cas de besoin, le cas échéant à partir d'une vitesse de rotation de base modifiable proportionnellement à la vitesse d'avancement, pour obtenir une importance d'attaque plus marquee. Lorsqu'un tronc précédent 2 a quitté le rotor 4 et avant l'amenée du tronc 2 suivant, le rotor 4 est monté tout d'abord à une vitesse de rotation pour laquelle le moment Ma est contrecarré par le moment Mz d'une façon considérablement plus forte que cela n'est le cas dans la plage des vitesses de rotation prévues pour le déroulement de l'opération d'écorçage. Dès que ceci a eu lieu et encore avant que le tronc suivant 2 ne pénètre dans le rotor 4 ou entre les outils d'écorçage 11, l'entraînement 5, 6, 7 est ralenti, pour autant qu'il continue à entraîner le rotor, jusqu'à une vitesse de rotation comprise à l'intérieur de la plage prévue pour le déroulement de l'écorçage. L'embrayage de rattrapage incorporé 8, 9 permet toutefois au rotor 4 de continuer à tourner en roue libre avec une vitesse de rotation supérieure, de sorte qu a ce moment seul un très faible moment M e sollicite les outils d'écorçage 11 en direction du tronc 2. En raison de ce faible moment, les outils d'écorçage peuvent se déplacer très rapidement et sans exercer de secousses périphériques excessives sur la périphérie de l'extrémité du tronc du côté de l'entrée. De ce fait le rotor 4, lors de la montée des outils 11 sur le côté avant du tronc 2 qui est introduit et avant que les outils ne soient arrivés sur la périphérie du tronc, est ralenti et lorsque l'entraînement le rattrape, il assure son entraînement avec la vitesse de rotation d'écorçage.De cette manière, les outils d'écorçage 11 attaquent d'abord le tronc 2 au voisinage du contour du tronc avec une pression d'appui totale de sorte qu'une pénétration sans heurt de chaque tronc est obtenue avec un passage précis à l'opération d'écorçage, ni trop tôt ni trop tard, sur l'extrémité du tronc qui défile. Pendant l'écorçage, il y a des situations qui exigent une ouverture totale rapide des outils d'écorçage 11 sur la totalité de la bague 1 de passage des troncs ou quelque peut au-delà vers l'extérieur. Ceci est le cas par exemple lorsque l'écorce détachée menace de provoquer un bourrage des outils d'écorçage. Cette ouverture totale des outils d'écorçage 11 est réalisée par le fait qu'on monte le rotor 4 à la vitesse de rotation maximale dans laquelle, conformément à l'invention, le moment de la force centrifuge dépasse le moment M a de la force élastique et il en résulte un moment Me négatif, vis-à-vis de l'opération d'écorçage, sous l'effet duquel les outils 11 se déplacent vers l'extérieur dans la position d'ouverture. Comme cela a été déjà mentionné, un paramètre fondamental déterminable avant la mise en marche du rotor 4, pour la conduite du fonctionnement, est la pression de base dans le système d'agent sous pression disposé sur le rotor 4 et tournant avec celui-ci. Un autre paramètre qui peut, en principe, être prévu modifiable, est la masse mobile des outils 11. En s'écartant du mode de réalisation représenté sur le dessin, la force élastique pour la production du moment Ma pourrait être engendrée également au moyen de dispositifs purement mécaniques, par exemple au moyen de ressorts métalliques ou en caoutchouc, éventuellement avec une caractéristique élastique modifiable. Revendications 1. Procédé d'écorçage de troncs d'arbre au moyen d'un dispositif d'écorçage annulaire qui comporte un rotor annulaire disposé selon la direction d'avancement des troncs et maintenu perpendiculaire à celle-ci, dont l'ouverture centrale est traversée par les troncs et qui est muni d'outils d'écorçage mobiles qui sont déplaçables à partir d'une position dans laquelle leurs surfaces d'attaque se trouvent tout près de l'axe central d'avancement, dans une direction s'écartant de cette position en surmontant une force élastique s'opposant à la force centrifuge et excèdant cette dernière pendant l'opération d'écorçage, jusque dans une position ouverte sans contact avec le tronc respectif, outils qui sont susceptibles d'être appuyés, avec une pression d'appui réglable en marche, sur le tronc qui défile à travers le dispositif, caractérisé par le fait que la pression d'appui des outils d'écorçage (11) est commandée exclusivement par modification de la vitesse de rotation du rotor (4), la force élastique qui dépend tout au plus de la distance des outils d'écorçage (11) à l'axe central d'avancement (M) et reste inchangée en marche, étant réglée sur la masse des outils d'écorçage et prédéterminée de manière que, pour la valeur maximale prévue de la vitesse de rotation du rotor, l'effet de la force centrifuge sur les outils d'écorçage (11) dépasse celui de la force élastique au moins pour les trajectoires des surfaces d'attaque des outils d'écorçage (11), qui sont plus petites que la trajectoire dans la position ouverte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le processus d'écorçage est réalisé à chaque fois avec des vitesses de rotation du rotor qui se situent dans une plage dans laquelle l'action de la force élastique sur les outils d'écorçage (11) excède celle de la force centrifuge, sur la totalité de la zone de déplacement autorisée des surfaces d'attaque des outils d'écorçage (11) à partir de la distance minimale à l'axe central d'avancement (M). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du rotor (4) est contrôlée, pour le processus d'écorçage, pour être proportionnelle à la vitesse d'avance du tronc (2) respectif. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'avant l'introduction d'un tronc (2) dans le rotor (4), (a) le retor (4) est entraîné à une vitesse de rotation pour laquelle l'action de la force élastique sur les outils d'écorçage (11) est réduite par la force centri fuge considérablement plus fortement que dans la plage inférieure des vitesses de rotation, prévue pour le déroulement de l'écorçage, et (b) ensuite, le système d'entrainement (5, 6, 7) du rotor (4) continue à tourner en roue libre (8, 9) en ralentissant lorsqu'il entraîne le rotor (4) après le rattrapage avec une vitesse de rotation se situant à l'intérieur de la plage des vitesses de rotation prévue pour le processus d'écorçage. 5. Dispositif d'écorçagepour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant un rotor annulaire disposé selon la direction d'avance des troncs et maintenu perpendiculaire à celle-ci, dont l'ouverture centrale est traversée par les troncs et qui est muni d'outils d'écorçage mobiles qui sont déplaçables à partir d'une position dans laquelle leurs surfaces d'attaque se trouvent tout près de l'axe central d'avancement, dans une direction s'écartant de cette position en surmontant une force élastique s'opposant à la force centrifuge et excèdant cette dernière pendant l'opération d'écorçage, jusque dans une position ouverte sans contact avec le tronc respectif, outils qui sont susceptibles d'être appuyés, avec une pression