Brevet FR2646627A1 — publié le 19901109

Comme on le sait, une dérouleuse rotative pour troncs de bois est une machine qui, grâce A l'action de taillage exercée par une lame de couteau placée latéralement et parallèlement au tronc qui est supporté axialement au moyen de griffes de prise entre des mandrins rotatifs, tire de ce tronc un ruban de bois d'épaisseur uniforme et constante, de largeur égale à la longueur du tronc. Le ruban de bois déroulé du tronc est comprimé, afin de stabiliser la trajectoire de pénétration de la lame dans le tronc, entre la pointe de la lame et la pointe d'une barre, dénommée barre de pression, qui lui est parallèle. L'action de la barre et de la lame provoque, dans la zone de leur contact avec le tronc, la production d'une force F agissant sur le tronc, qui est variable en direction et en intensité pendant le processus de déroulage. Cette force est décomposable en une force horizontale, dirigée vers l'axe du tronc et dfe principalement A ladite action de compression du déroulage, et en une force verticale dirigée vers le haut et dûe principalement soit A la résistance statique et dynamique opposée par le bois A se laisser déformer et à se déplacer sur la lame et sur la barre de pression, soit à la force de pénétration de la lame, qui dépend A son tour des caractéristiques physiques et géométriques de la lame et du bois et du degré de compression du déroulage. Il est cependant intuitif qu'à valeur égale des autres conditions, la composante verticale est fortement variable en fonction de la vitesse périphérique du tronc et qu'elle diminue lorsque celle-ci diminue. Selon un principe connu de la mécanique, la force F est équi- valente à une force Fqai lui est égale et parallèle appliquée à l'axe de la rotation du tronc et à un couple agissant en sens opposé à cette rotation. Alors que le couple de rotation engendre uniquement une déformation en torsion du tronc et n'en altère donc pas la forme niles conditions d'interaction avec la lame, la force F, répartie le long de l'axe du tronc, en provoque la déformation en flexion, ce qui tend à rendre différentes les conditions du processus de déroulage le long de la lame, en provoquant une perte d'uniformité de l'épaisseur du déroulage et des fissurations et des ondulations, engendrées par le déroulement différent de la partie centrale par rapport aux parties latérales. La présence du couple de rotation M, même si elle ne modifie pas la forme du tronc, est cependant la cause d'un autre problème spécialement dans le cas de dérouleuses rapides et destinées, pour offrir des rendements volumétriques élevés, à dérouler les troncs jusqu'à un diamètre de noyau très faible (de l'ordre de 7 à 8 centimètres ou même moins). Du fait du petit diamètre final du tronc, même les griffes axiales doivent être d'un même petit diamètre et ceci fait qu'au début du déroulage, la concentration de forces sur les griffes, qui est dûe au couple de rotation M, peut atteindre des valeurs si élevées qu'elles compromettent la résistance du bois et donc l'action même d'entraînement en rotation. Pour éviter ces inconvénients, dans la technique connue, on a placé un moyen de réaction à rouleauc agissant sur le côté opposé du tronc par rapport à la lame et sur son sommet, donc dans deux- directions ---------- verticale et horizontale, de décomposition de la force F, afin de s'opposer à son action et en outre on a motorisé les rouleaux supérieurs afin d'exercer une action d'entraînement rotatif auxiliaire, directement sur la périphérie du tronc. Cette solution présente cependant différents problèmes, parmi lesquels le premier concerne la composante verticale de la force F qui, ainsi qu'évoqué ci-dessus, diminue progressivement lorsque diminue le diamètre du tronc et, donc, l'adhérence disponible des rouleaux d'entralnement est sensiblement variable et peut devenir trop faible pour permettre un entraînement correct du tronc. On a également pensé à déplacer les rouleaux supérieurs vers la lame, pour tenter d'équilibrer, au moins partiellement, la force F au moyen de la force d'entraînement de ces rouleaux. Ceciconduit cependant à augmenter au-delà de quatre-vingt dix degrés l'angle entre les rouleaux supérieurs et latéraux et donc à diminuer 1 'efficacité à contenir les flexions. Le but principal de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus en munissant une dérouleuse de moyens de réaction à la flexion et de compensation des couples de torsion qui soit toujours adéquats, indépendamment des conditions de fonctionnement de la machine. En vue de ce but, on a pensé réaliser, selon l'invention, une dérouleuse rotative pour troncs, du type comprenant un groupe porte-lame mobile pour l'avancement latéral de la lame par rapport à l'axe du tronc et des rouleaux de réaction contre la flexion et contre la torsion du tronc sous l'action de la lame, rouleaux disposés en position supérieure et en position latérale sensiblement diamétralement opposée à la lame, dérouleuse caractérisée par le fait que les rouleaux situés en position supérieure sont fous et que les rouleaux montés en position latérale sont motorisés; les rouleaux fous et les rouleaux motorisés étant montés avec leur axe parallèle à l'axe du tronc et sur des supports dotés de moyens de poussée en direction de la surface du tronc, s'opposant à la force de flexion produite par la lame sur le tronc. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente une vue en plan schématique d'une dérouleuse selon l'invention; la figure 2 représente une vue partielle, schématique, partiellement en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 représente une vue partielle, schématique, partiellement en coupe selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 représente un dessin schématique montrant les forces agissant sur un tronc dans une dérouleuse. En se référant aux figures, ainsi que représenté sur la figure 1, une dérouleuse, désignée de manière générale par le numéro de référence 10, réalisée selon l'invention, comprend un groupe de tranchage 11 mobile par rapport à un tronc 12 parallèle, placé axialement entre des griffes motorisées 13 et 14. Comme on le voit partiellement et de manière schématique sur la figure 3, le groupe de tranCiage 11, placé latéralement par rapport au tronc, comprend des supports 15 et 16 destinés à une lame 17 et une barre de pression 18. Les moyens de motorisation du mouvement de la lame par rapport au tronc et de régulation de la position relative entre la lame et la barre de pression, ainsi que les moyens de motorisation pour la rotation du tronc sur son axe propre, ne seront pas décrits plus en détail ici carils sont connus et ode ce fait,à la disposition de l'homme de l'art... Selon l'invention, il est placé au-dessus du tronc, à l'extrémité de celui-ci, des guides verticaux - 19,19' pour une poutre-caisson 20 se déplaçant sur ces guides 2t46627 au moyen de groupes motorisés 21 et 22, par l'intermé- diaire, par exemple, de vis sans fin, ainsi que représenté schématiquement en 23 sur les figures 2 et 3, pour une extrémité de la poutre 20, l'autre extrémité étant analogue. La poutre 20 porte à sa partie inférieure, au moyen d'un chassis porteur 24, une pluralité de rouleaux de pres- sion 25, répartis de manière espacée en direction longitu- dinale du tronc et accouplés deux à deux, de façon à former deux rangées disposées symétriquement par rapport au plan vertical passant par l'axe du tronc. En outre, la poutre 20 porte latéralement des supports 26 entrant dans une seconde poutre-caisson 27, en passant à travers des ouvertures 31, pour la liaison articulée en pivotement de cette dernière. Cette articulation en pivo- tement qui est formée par deux supports identiques pour les deux extrémités de la poutre 28, est décrite et représentée seulement pour l'une d'elles, et comprend un pivot 28 tra- versant le support 26 et réuni à ses extrémités à des pla- ques 29 et 30 fixées à la poutre 27. La poutre 27 porte en partie inférieure, sur les sup- ports 32, une pluralité de rouleaux de pression 31, espacés en direction longitudinale du tronc, et en position laté- rale sur celui-ci. Chaque rouleau 31 est relié cinémati- quement à un arbre 35 porté pour tourner par la poutre 27 et orienté dans le sens longitudinal du tronc, par l'inter- médiaire d'une transmission à chaine 36 entre une roue dentée 38 calée sur l'arbre du rouleau 31 et une roue dentée 37 portée libre en rotation par le support 32 et accouplée en rotation avec l'arbre 35 en étant déplaçable le long de ce dernier, grâce à des dents longitudinales 47 introduites dans des rainures 48 prévues longitudinalement sur toute la longueur de l'arbre 35. L'arbre 35 est à son tour relié cinématiquement, pour permettre la rotation motorisée des rouleaux 31, à un moteur 33 placé au-dessus de la poutre 27, au moyen d'une transmission 34, par exemple du type à chaîne. Soit les supports 24, soit les supports 32 sont respectivement déplaçables axialement relativement au tronc, le long de poutres respectives, au moyen de cannelures de guidage 45 et 46, dans lesquelles sont engagées les têtes des boulons de positionnement du châssis porteur. De cette ------- manière, il est possible de positionner à une distance régulière tous les rouleaux contre le tronc, entre les griffes, même dans le cas de troncs plus ou moins longs, ceci est également rendu possible par la liaison déplaçable des rouleaux 31 par rapport à l'arbre rotatif 35. Pour provoquer la rotation autour de l'articulation pivotante de la poutre 27, il est disposé en partie supérieure, entre les poutres 20 et 27, des organes d'actionnement linéaires 39 et 40, par exemple des vérins hydrauliques ou pneumatiques. La poutre 27 porte en partie inférieure, à ses deux extrémités, des roues 41 et 42, respectivement déplaçables le long de guides 43 et 44 fixés au sol. Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus est le suivant: Pendant le processus de déroulage, ainsi que déjà mentionné et comme représenté schématiquement sur la figure 4, la force de tranchage de la lame et de la barre de pression pour produire un déroulage d'épaisseur "s" produisent une force F qui peut être décomposée en deux forces Fv et Fo, équivalentes à des forces ------------ déplacées ayant comme point d'application l'axe du tronc, avec en plus un couple de rotation M. Pour éviter les inconvénients que produisent ces forces et ces couples durant le déroulage, après avoir réglé manuellement la position des rouleaux le long du tronc, de manière à ce qu'ils soient disposés à distances régulières le long du tronc, la machine décrite appuie et maintient contre le tronc les rouleaux supérieurs 25, au moyen de la poussée engendrée par les groupes motorisés 21 et 22, en synchronisme avec le mouvement de la lame. Simultanément, les rouleaux latéraux 31 sont mis en rotation par le moteur 33 et poussés contre le tronc au moyen de l'action combinée des roues 41,42 et des guides 43 et 44, et des vérins de poussée 39,40. De cette manière, les forces de flexion sont compensées par les pression des rouleaux sur la surface du tronc. Les rouleaux motorisés placés latéralement sont sujets à une charge radiale sensiblement constante (Fo dépendant du degré de compression du déroulage qui est sensiblement constant durant la totalité du processus de déroulage), et il est donc toujours possible de maintenir leur adhérence à des valeurs appropriées, pour la transmission de leur mouvement au tronc, --------------- en opposition correspondante au couple de torsion M. Ainsi qu'on le voit sur la figure 3, les deux rangées de rouleaux 25, qui sont placés dans des positions symétriques par rapport au plan vertical passant par l'axe du tronc, forment un angle au centre qui varie d'une valeur relativement faible al, correspondant à un rayon initial Ri du tronc, à une valeur bien supérieure a2, correspondant à un rayon final R2, pour lequel, le tronc étant devenu plutôt mince, une action élevéedecontention est nécessaire. Simultanément, l'angle compris entre les rouleaux 31 et la rangée adjacente de rouleaux 25 passe d'une valeur p1 à une valeur P2, angles quasiment égaux entre eux et inférieurs à 90 , afin d'avoir ainsi une action de contention toujours élevée dans le quadrant o s'exerce la force F. Pour assurer le maintien des rouleaux 31 en contact avec le tronc, les guidages 43 et 44 sont profilés, d'une 26466i7 manière facilement imaginable par l'homme de l'art, avec un profil qui suit la trajectoire des roues 41 et 42 lorsque les ensembles de rouleaux 31 et 25 se déplacent vers l'axe du tronc, en les maintenant entre-eux à une distance égale par rapport à l'axe. La poussée des rouleaux 31 contre le tronc est due principalement à l'action des vérins 39 et 40, tandis que les guides 43,44 et les roues 41,42 servent à limiter la course des rouleaux 31 par rapport à l'extérieur du tronc, et donc la flexion de ce dernier, lorsque la force de déformation du tronc dépasse la valeur de la résistance des vérins. De cette manière, on bénéficie de l'avantage supplémentaire de pouvoir fixer sur les rouleaux 31 une charge minimale radiale déterminée pour exploiter à-- --- l'adhérence, même dans le cas de basses valeurs de Fo consécutives à la détermination du réglage des outils de taillage et/ou aux caractéristiques élastiques du bois. Naturellement, la description faite d'un mode de réalisation particulier appliquant les principes inventifs de la présente invention est donnée purement à titre d'exemple et ne doit donc pas être considérée comme limitant le champ d'application revendiqué. Par exemple, la cinématique de transmission du mouvement du moteur 33 aux rouleaux 31 peut être quelconque, par exemple à courroie ou à engrenages, tout comme la position du moteur sur la poutre 27 peut être différente. En outre, les poutres 20 et 27 de support du dispositif anti-flexion, qui est certes avantageusement en forme de caisson à section rectangulaire, peuvent être d'une autre forme, par exemple en L ou en T, avec bien sûr des variantes des guides et des attaches, de manière compatible avec la rigidité de l'ensemble. Enfin, les moyens de déplacement de la poutre 20 peuvent être différents de ceux représentés schématiquement sous la forme de vis sans fin; par exemple on peut penser à des moyens composés de crémaillères. Le contrôle du déplacement de la poutre 20 le long de ses guides et des vérins 39,40 peut être réalisé au moyen d'un dispositif, par exemple électronique, de manière analogue aux autres fonctions de techniques connue (déplacement des lames, rotation du tronc, etc), comme il est facilement imaginable par l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Dérouleuse rotative pour troncs, du type comprenant un groupe portelame mobile pour l'avancement latéral de la lame par rapport à l'axe du tronc et des rouleaux antagonistes à la flexion et à la torsion du tronc sous l'action de la lame, rouleaux disposés en position supérieure et en position latérale sensiblement diamétralement opposée à la lame, caractérisée par le fait que les rouleaux (25) situés en position supérieure sont fous et que les rouleaux (31) montés en position latérale sont motorisés; les rouleaux fous (25) et les rouleaux motorisés (31) étant montés en ayant leur axe parallèle à l'axe du tronc (12) et sur des supports dotés de moyens de poussée (39,40) en direction de la surface du tronc, s'opposant à la force de flexion produite par la lame sur le tronc. 2. Dérouleuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de poussée (39,40) comprennent un chariot (20) à déplacement vertical motorisé, en-dessous duquel sont montés les supports des rouleaux, en position supérieure, pour effectuer leur approche ou leur éloignement du tronc, et comprennent un organe de liaison articulée en pivotement pour le chariot des supports des rouleaux latéraux (27), des organes d'actionnemmnt.(39,40) étant prévusentre le chariot et l'organe de liaison, en agissant pour faire tourner autour de laditearticulationà pivot les rouleaux latéraux (31), dans le sens de leur approche du tronc. 3. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les organes d'actionnement (39,40) sont réalisés sous la forme de vérins commandés par un fluide sous pression. ]] 4. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'articulation à pivot comprend des moyens de guidage (41,42) qui maintiennent, lors du déplacement dudit chariot, entre les rouleaux latéraux (31) et l'axe du tronc, sensiblement la même distance que celle existant entre les rouleaux supérieurs (25) et l'axe du tronc. 5. Dérouleuse selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de guidage (41,42) sont réalisés sous la forme de roues reliées à l'organe de liaison et s'appuyant sur des guides (43,44) profilés fixés au sol. 6. Dérouleuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les rouleaux fous (25) sont disposés sur -deux rangées parallèles en formant des couples dont les rouleaux sont en positions symétriques par rapport au plan vertical passant par l'axe du tronc (12). 7. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit chariot à déplacement vertical (20) comprend une première poutre disposée parallèlement et au-dessus de l'axe du tronc (12), dont les extrémités sont déplaçables le long de guides verticaux (19,19') au moyen d'un moteur électrique de commande (21,22). 8. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit organe d'articulation à pivot comprend une seconde poutre disposée (26) parallèlement et en position latérale supérieure par rapport à l'axe du tronc (12), dont les extrémités sont montées sur des pivots portés par le chariot et qui est munie de rouleaux latéraux (31) faisant saillie vers le tronc (12). 9. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les supports des rouleaux sont déplaçables le long de moyens de poussée, afin d'être approchés ou éloignés axialement entre eux, afin de pouvoir ainsi être positionnés de manière régulièrement espacée le long du tronc (12). 10. Dérouleuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits rouleaux motorisés sont reliés à un moteur placé sur l'organe de liaison pivo- tant, par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne reliée à un arbre de prise de mouvement, parallèle au tronc (12), auquel chaque rouleau'motorisé est relié au moyen d'une seconde transmission à chaîne. 11. Dérouleuse selon les revendications 9 et 10, caractérisée par le fait que les secondes transmissions à chaîne sont déplaçables le long de l'arbre de prise de mouvement, solidairement aux support des rouleaux latéraux déplaçables le long des moyens de poussée.