Brevet FR2641727A1 — publié le 19900720

SCIE A CRU!#ES La présente invention concerne les machines ou installations destinées au sciage des grumes. Parmi les opérations de sciage, le premier débit est l'opération qui consiste à transformer les grumes en pièces de bois brut. Les scies à grumes destinées à effectuer le premier débit comportent généralement un chariot porte-grume qui se déplace en va-et-vient sur des rails et un châssis fixe qui porte au moins une lame de scie en mouvement. Les grumes sont généralement posées horizontalement sur le chariot porte-grume. Pendant que la grume se déplace ainsi longitudinalement, elle passe au niveau de la ou des scies en mouvement et il en résulte un sciage longitudinal. Les différents modèles de scies à grumes se distinguent par le type de lame de scie utilisé. On utilise en effet usuellement une machine à lame de scie animée d'un mouvement alternatif ou une scie 3 ruban. Les scies utilisant une lame à mouvement alternatif sont relativement rustiques et présentent l'inconvénient de nécessiter la mise en mouvement alternatif de pièces de grandes dimensions et lourdes, limitant de ce fait la vitesse de coupe des lames. Ce faible débit de sciage peut être compensé en utilisant simultanément plusieurs lames de scie parallèles, mais dans ce cas on ne peut débiter la grume qu'en pièces de bois utilisant tout le diamètre de la grume, ce qui est une contrainte supplémentaire. Il est par ailleurs difficile de disposer des éléments mécaniques formant l'inertie destinée a l'accuvlutation de l'énergie cinétique suffisante pour régulariser la vitesse de coupe. Les scies à grumes utilisant une scie à ruban sont plus avantageuses à plusieurs égards. Il est en effet facile de leur donner une vitesse de coupe élevée, d'effectuer le nettoyage et le refroidissement simultanés de la lame et de disposer de volants d'inertie importants. Les deux poulies entrainant et guidant la scie a ruban sont bien adaptées pour constituer en même temps les volants d'inertie. Le mécanisme est ainsi parfaitement équilibré et performant du point de vue des conditions de coupe. Ces scies à grumes présentent cependant l'inconvénient de ne pas pouvoir effectuer plusieurs sciages simultanément.Après avoir effectué un premier sciage sur toute la longueur de la grume (qui peut atteindre 8 mètres ou plus), on est obligé de faire revenir le chariot porte-grume de toute cette longueur pour pouvoir effectuer le sciage suivant. Les imprécisions du déplacement du chariot, de la position de la grume sur le chariot et le fait que la scie à ruban n'est pas parfaitement guidée latéralement sont des facteurs qui entralnent tous une certaine imprécision et une certaine fluctuation dans la largeur des pièces de bois ainsi débitées. Il en résulte dans ce cas un plus grand travail de reprise des pièces lors des opérations suivantes qui sont, par exemple, le délignage, la refente ou le dédoublage et une plus grande perte de matière. Quant à la scie circulaire, couramment utilisée pour couper des pièces de bois de dimensions réduites, ce pour quoi elle présente de nombreux avantages, elle n'a été qu'exceptionnellement utilisée pour le sciage de grumes, et cela pour des raisons qui vont maintenant être exposées. En premier lieu, il est généralement admis qu'une scie circulaire est adaptée à couper une pièce de bois de largeur donne si le rayon de la scie est supérieur à cette longueur de bois à couper. Il est en effet nécessaire que la scie débouche de l'autre côté de la pièce de bois et il faut en outre tenir compte du diamètre de l'arbre sur lequel est monté la scie circulaire.Si on applique le principe de la scie circulaire au sciage des grumes, on constate aisément que, pour une grume de diamètre maximum de 800 mm, il faudrait une scie circulaire dont le diamètre soit égal au double de celui de la grume, augmenté encore du diamètre de l'arbre de scie, soit, dans notre cas, un diamètre de scie voisin de 1890 mm. Une telle scie serait pratiquement irréalisable. Par ailleurs, comme cela a été exposé plus haut, dans le cas des scies à ruban, il est intéressant d'utiliser l'inertie de pièces de révolution en mouvement pour régulariser la vitesse de coupe et limiter la puissance nécessaire pour le moteur entrainant la scie. Ce principe a déjà été appliqué à la scie circulaire en utilisant une scie circulaire lourde, ctest-à-dire constituée d'un disque métallique plein et relativement épais. Une telle scie circulaire formant volant d'inertie a pour inconvénient d'effectuer un sciage de trop grande largeur, correspondant à l'épaisseur du disque métallique, causant ainsi une perte importante de matière. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients précédemment cités et de permettre de profiter des avantages des scies circulaires pour le sciage des grumes. L'invention concerne donc une scie à grumes qui comporte essentiellement un chariot porte-gru~De animé d'un mouvement de va et-v'ent selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la grume, et un ensemble destiné au sciage. Selon la présente invention, l'ensemble de sciage de la scie à grumes comporte un châssis muni de deux arbres rotatifs pa allèles ; au moins une scie circulaire est montée sur chacun des deux arbres rotatifs au voisinage d'une de leurs extrémités, la scie d'un des arbres étant située dans le même plan que la scie correspondante de l'autre arbre ; un volant d'inertie monté sur chacun des deux arbres rotatifs est disposé à une certaine distance de la scie circulaire montée sur le même arbre ; un mécanisme d'actionnement en rotation des deux arbres rotatifs entraine dans leur mouvement les volants d'inertie et les scies circulaires et un mécanisme destiné au déplacement du châssis selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de va-et-vient du chariot porte-grume et à l'axe de rotation des scies circulaires l'ensemble est disposé de sorte que, lorsque le chariot porte grume avance pour amener la grume vers les scies circulaires, l'une des scies circulaires coupe la grume par un coté jusqu'au delà du niveau du plan médian de la grume pendant que l'autre scie ciculaire coupe la grume par l'autre côté jusqu'au delà du niveau du plan médian de la grume. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une des scies circulaires est disposée en arrière de l'autre scie cfr- culaire par rapport à la direction d'avancement du chariot portegrume, lors du sciage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le chariot porte-grume se déplace horizontalement, la grume est posée sur des éléments de support du chariot porte-grume, ces éléments de support étant disposés horizontalement, les arbres rotatifs sont horizontaux et perpendiculaires à la direction de déplacement du chariot porte-grume l'une des scies circulaires est disposée par dessous la grume et l'autre scie circulaire est disposée par dessus la grume et en arrière de la première scie circulaire par rapport à la direction d'avancenent du chariot porte-grume, lors du sciage. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est monté sur chacun des deux arbres rotatifs un ensemble de plusieurs scies circulaires espacées entre elles permettant ainsi d'effectuer plusieurs sciages simultanénent. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas o# la grume disposée sur le chariot porte-grume a une forme sensiblement tronconique, pendant que le chariot porte-grume se déplace lors du sciage, le châssis se déplace de façon que les scies circulaires suivent une trajectoire parallèle au plan médian de la grume et entaillent celle-ci de part et d'autre sur une même profondeur de coupe. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas où un billon est disposé sur le chariot porte-grume, le chassis est déplacé pour venir se positionner de façon que les scies circulaires entaillent le billon de part et d'autre sur une même profondeur de coupe. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite en relation avec les figures jointes, parni lesquelles - la figure 1 représente, en vue de profil, une scie à grumes selon l'invention, - la figure 2 représente la même scie à gruges selon une vue latérale selon la flèche A de la figure 1, - la figure 3 représente, selon la même vue latérale que la figure 2, les éléments essentiels de la scie à grumes en position de sciage, et - les figures 4, 5 et 6 représentent la même scie que la figure 3 selon différentes positions de sciage pour différentes formes de ptèces de bois à scier. Sur la figure 1, on distingue, en profil, les éléments essentiels d'une scie à grumes conforme à l'invention. On distingue une embase plane 1 sur laquelle sont fixés neuh rails parallè- les 2, 3. Le chariot porte-grume 4 comprend essentiellement un châssis longitudinal 5 dont la longueur est adaptée à celle des grumes à scier et qui repose sur plusieurs trains de roues 6, 7, 8, 9 sur les rails 2, 3. Le ctiâssls 4 conporte en sa partie supérieure plusieurs éléments 10, 11, 12, 13 destinés a supporter et a maintenir fixement la grume 14 sur toute sa longueur.Un mécanisme d'actionnement (non représent#) permet, de façon connue en soi, de conférer au chariot 4 un mouvement contrôlé de va-et-vient dont l'amplitude est supérieure à la longueur maximum admissible de la grume 14. Les éléments de sciage sont montés sur un chassies 15 qui est relié au plan 1 latéralement et à proximité des rails 2, 3. plus exactement, la liaison entre le châssis 15 et l'embase plane 1 est constituée d'un ensemble de mécanismes 15 permettant, de façon connue en soi, de conférer au châssis 15 un déplacement contrôlé en hauteur. Ces mécanismes 16 peuvent être constitués, par exe;nple, par des vérins hydrauliques ou un ensemble a quatre colonnes cramées et à crémaillère. Le châssis 15 comporte des éléments support s'étendant verticalement 17, 18 agencés de manière à maintenir rigidement les paliers de deux arbres rotatifs 19, 20. Ces deux arbres 19, 20 débouchent de part et d'autre des deux parois support 17, 18. A l'une des extrémités des arbres 19, 20 sont fixées des roues dentées 21, 22 reliées par une courroie ou channe de transmission. Sur l'un des arbres rotatifs 20 est fixée en outre, une roue dentée 23 qui est reliée par l'intermédiaire d'une courroie ou c.laine de transmission à une roue correspondante 24 de l'arbre d'un vo- teur 25. La rotation du moteur 25 entra#ne, par l'intermédiaire des chaînes de transmission, la rotation des deux arbres 19, 20. Deux volants d'inertie 26, 27 sont fixés rigidement respectiveraent à l'arbre 19 et à l'arbre 20 en une zone relativement centrale, de telle sorte que ces volants d'inertie solent situés entre les deux supports 17, 18. Ces volants d'inertie 2C, 27 peuvent être décalés axialelaent l'un par rapport à l'autre (comme cela est représenté en figure 2) pour pouvoir avoir un diamètre maximum, ce qui est préférable pour conférer un moment d'inertie maximum à masse égale. Le fait que chaque arbre rotatif 19, 20 comporte un volant d'inertie 26, 27 limite au maximurt la charge au niveau du mécanisme de transmission 21, 22 reliant les deux arbres rotatifs 19, 20. Cette disposition est donc préférable à celle qui consisterait à disposer un seul volant d'inertie sur l'un des deux arbres rotatifs 19 ou 20. Au voisinage de l'autre extrémité de l'arbre 19, est fixée rigidement une scie circulaire 28 et, de même, au voisinage de l'autre extrémité de l'arbre 20, est fixée une autre scie circulaire 29. Les deux scies circulaires 28, 29 sont situées dans le même plan. Elles sont de préférence en tous points identiques, en particulier elles ont de préférence le même diamètre et la même épaisseur. En se reportant plus particulièreuzent à la figure 1, on remarque que la grume 14 repose sur le châssis 4 au niveau d'un ensemble de supports 30, 31, 32, 33 alignés horizontalement. On notera qu'une grume a une forme tronconique. Sur la figure 1, on a exagéré la conicité d'une telle grume pour mieux mettre en évidence certaines caractéristiques de l'invention qui vont être décrites après. Comme la face inférieure de la grume 14 est sensiblement horizontale, puisque reposant sur un ensemble d'appuis 30 à 33 alignés horizontalement, l'axe (ou le plan médian) 34 de la grume 14 se trouve être légèrement incliné par rapport a l'hori- zontale. Cette particularité a conduit la demanderesse à prévoir certaines dispositions particulières conformes à l'invention qui vont être décrites en se référant aux figures 1 et 2 ainsi qu'aux autres figures schématiques 3 à 6. Sur la figure schématique 3, ainsi que sur la figure 2, on distingue le c'îariot porte-grume 4 muni de ses supports 30 à 33 alignés horizontalement. La grume 14 présente une extrémité 35 d'un certain diamètre de centre 38 et une autre extrémité 36 d'un diamètre supérieur de centre 39. Les figures 3 à 6 représentent deux couples de scies circulaires espacées axialement 2S, 2e' et 29, 29' reliés rigidement respectivement en bout de l'arbre rotatif 19 et en bout de l'arbre rotatif 20. Lors du démarrage de la machine, les scies circulaires sont mises en rotation, sous l'action du moteur 25, et le chariot porte-grume 4 amène l'extrémité 35 de la grume 14 au contact des scies. Il est prévu un système qui permet de régler en hauteur l'ensemble du mécanisme portant les scies circulaires.Sur la figure 1 ainsi que sur les figures 3 à 6, on a représenté, en traits mixtes la trace d'un plan horizontal 37 sur lequel viennent tangenter, par en dessous, les premières scies circulaires 2Q, 29' et, par en dessus, les secondes scies circulaires 23, 2 Lorsqu'on commence le sciage par l'extrémité 35 de la grume 14, on peut ainsi adapter en hauteur le châssis 15 du dispositif de sciage et par conséquent la hauteur par rapport au sol du plan fictif 37 de ;aCon que ce plan 37 soit sensblement confondu avec le centre 33 de la section circulaire 35 de la grume 14.A mesure que le sciage s'effectue ainsi, c'est-à-d.re a mesure que la grume 14 se déplace en direction des scies circulaires, on comprend aisément qu'il sera préférable d'effectuer un mouvement lent et uniforme de montée du dispositif de sciage, par l'actionnemment conjugué des verins 16 de façon que le plan fictif 37 reste toujours sensiblement confondu avec l'axe 34 (ou le plan médian 34) de la grume 14 à l'endroit où s'effectue le sciage, créant ainsi les conditions les plus favorables possibles pour la coupe des scies circulaires, puisque, à tout moment, la scie circulaire supérieure 28 coupe le bois sur une profondeur sens-blement égale à celle de la scie circulaire inférieure 29 située dans le même plan que la scie 28. Il en est de même bien évidemment avec les scies circulaires 28' et 29' qui sont également situées dans un même plan de coupe. On peut remarquer également que le fait de disposer d'une scie a grumes dont l'ensembte de sciage peut se déplacer verticalement peraet d'ajuster au mieux la position du plan fictif 37 par rapport à la section de plus grand diamètre de la grume 14 en cours de sciage de façon à pouvoir opérer toujours une coupe de section maximale avec des scies circulaires d'un diamètre donné. Sur la figure 4, on voit que le plan fictif 37 est sensiblement confondu avec le centre 39 de l'extrémité 36 de la grume qui présente le plus grand diamètre. Cette position de l'ensemble de sciage correspond à celle occupée au moment de la fin du sciage de la grume 14. Sur la figure 5, on montre comment, en tournant d'un quart de tour la grume 14 pour la faire reposer sur la face déjà coupée 40, on peut continuer a effectuer des opérations de sciage. On peut ensuIte continuer à débiter le billon, comme représenté en figure 6, en effectuant successivement plusieurs repositionnements de la grume 14 sur les supports 30 à 33. On voit en définitive que, avec le dispositif confonne à l'invention, il est possible de débiter complètement une grume dont le diamètre maximum est nettement supérieur à la distance d de la projection sur une ligne verticale de l'écartement entre les arbres rotatifs 19 et 20. Sur la figure 6, on constate que, puisque la grume 14 a déjà été entaillée sur les faces inférieure et supérieure 40, 41, il conviendra simplement d'adapter en hauteur le dispositif de sciage de façon que le plan fictif 37 soit sensiblement confondu avec le centre 42 du billon. Dans ce cas, il convient de maintenir une hauteur constante du dispositif de sciage tout au long de cette opération de sciage. Bien entendu, l'ensemble de sciage comporte également un mécanisme de réglage (non représenté) de la position des scies selon une direction parallèle à l'axe de rotation des scies. Ce réglage est réalisable, par exemple en intercalant, entre le châssis 15 et les vérins 16, un châssis intermédiaire sur lequel vient coulisser le châssis 15 selon une direction parallèle è l'axe de rotation des scies. En utilisant au mieux une scie à gruges conforme à l'invention, c'est-à-dire en ajustant en permanence, au cours du sciage, la hauteur de l'ensemble de sciage par rapport au plan médian de la grume et en effectuant deux ou trois retournements d'un quart de tour de la grume posée sur le chariot porte-grume, on notera qu'il est possible de débiter complètenent une grume de diamètre maximum égal à 300 mr, par exmple, en utilisant deux scies circulaires (ou plus) ayant chacune un diamètre de 300 mm montées chacune sur un arbre rotatif d'un diamètre de 200 ma. Selon un avantage de l'invention, du fait de la présence des deux volants d'inertie 26, 27, on peut utiliser des scies 28, 29 dont l'épaisseur est très faible, de l'ordre du nn. De telles scies sont particiilierenent économiques et entrainent une réduction notable des déchets (sciures), leur épaisseur étant notable layent inférieure à celle des scies à ruban classIquement utilisées pour le sciage de grumes. Bien entendu, l'ensemble de sciage selon l'invention pourra être utilité en va et vient. REVENDICATIONS 1. Scie à grumes comprenant un chariot porte-grume (4) animé d'un mouvement de va-et-vient selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la grume (14) et un ensemble de sciage, caractérisée en ce que l'ensemble de sciage comprend un châssis (15) muni de deua arbres rotatifs parallèles (19, 20), au moins une scie circulaire (28, 29) montée sur chacun des deux arbres rotatifs (19, 20) au voisinage d'une de leurs extrémités, la scie (28) d'un des arbres (19) étant située dans le même plan que la scie (29) correspondante de l'autre arbre (20), un volant d'inertie (2#, 27) monté sur chacun des deux arbres rotatifs (19, 20) et disposé à une certaine distance de la scie circulaire (28, 29) montre sur le même arbre (19, 20), un mécanIsme d'actionnes,ent en rotation (21 A 258 des deux arbres rotatifs (19, 20) entca#nant dans leur mouvement les volants d'inertie (26, 27) et les scies circulaires (28), et un mécanisme (16) destiné au déplacement du châssis (15) selon une direction sensiblement perpendiculaire a la direction de va-et-vient du chariot porte-grume (4) et à l'axe de rotation des scies circulaires (28, 29), l'ensemble étant ainsi disposé de sorte que, lorsque le chariot porte-grume (4) avance pour amener la grume (14) vers les scies circulaires (28, 29), l'-une des scies circulaIres (28) coupe la grume (14) par un côté jusqu'au niveau de son plan médian pendant que l'autre scie circulaire (29) coupe la grume (14) par l'autre côté jusqu'au niveau de son plan médian (34). 2. Scie a grumes selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'une des scies circulaires (28) est disposée en arriAre de l'autre scie circulaire par rapport à la direction d'avancement du chariot porte-grule (4) lors du sciane. 3. Scie à grumes selon la reve;ijlcation 2, caractérisée en ce que le chariot porte-grume (4) se déplace horizontalement, la gruue (14) est posée sur des éléments de support (30 à 33) du chariot porte-grume (4), ces éléments de support (30 à 33) étant disposés horizontalement, les arbres rotatifs (19, 20) sont horizontaux et perpendiculaires a la direction de déplacement du chariot porte-grume (4), l'une des scies circulaires (29) est disposée par dessous la grume (14), et l'autre scie circulaire (2S) est disposée par dessus la grume (14) et en arrière de la première scie circulaire (29j par rapport à la direction d'avancement du chariot porte-grume (4) lors du sciage. 4. Scie a grumes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisée en ce qu'il est monté sur chacun des deux arbres rotatifs (13, 90) un ensemble de plus eurs scies circulaires (28, 28', 29, 29') espacées permettant ainsi d'effectuer plusieurs sciages simultané#ent. 5. Scie à grumes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans le cas où la grume (14) disposée sur le chariot por.e-grume (4) a une forme sensiblement tronconique, pendant que le chariot porte-grume (4) se déplace lors du sciage, le châssis (15) se déplace de façon que les scies circulaires (28, 29) suivent une trajectoire parallèle au plan médian (34) de la grume (14) et entaillent celle-ci de part et d'autre sur une même profondeur de coupe. 6. Scie à grumes selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans le cas où un billon (14') est disposé sur le chariot porte-grume, le châssis est déplacé pour venir se positionner de façon que les scies circulaires (22, 29) entaillent le billon (14') de part et d'autre sur une même profondeur de coupe.