Brevet FR2813548A1 — publié le 20020308

DISPOSITIF TROIS AXES POUR LE DEBIT DE GRUMES La présente invention se rapporte à un dispositif trois axes pour le débit de grumes in situ, plus particulièrement adapté aux grumes de diamètre important de bois tropicaux. Les arbres tropicaux sont en général abattus et écimés sur site. Ensuite les grumes sont transportées vers une scierie pour être débitées. Elles sont alors délignées pour supprimer les rives flacheuses, puis débitées sous forme de plateaux superposés. Pour les opérations de sciage, la grume est fixée sur un bâti mobile qui se translate par rapport à une scie circulaire fixe, cette dernière travaillant en avalant uniquement c'est-à-dire avec une vitesse de coupe dans le sens du mouvement d'avance de la grume. Ainsi, pour obtenir une découpe, la grume se translate une première fois, la scie circulaire en prise, puis une seconde fois à vide pour revenir en position pour une nouvelle découpe. Les procédés et dispositifs de sciage de grumes de l'art antérieur ne donnent pas satisfaction sur plusieurs points. Tout d'abord, les installations nécessaires pour le sciage de grumes de grand diamètre comportent un bâti important avec des fondations conséquentes ainsi que des organes de liaison entre les parties en mouvement et immobiles surdimensionnés pour permettre le mouvement de la grume et résister à l'inertie engendrée. En raison de leurs dimensions, ces installations ne sont pas mobiles et sont construites en dur près des sites portuaires ce qui induit nécessairement des surcoûts au niveau du transport, le traitement de la grume et notamment le délignage ne pouvant se faire in situ. Enfin, le fait de scier uniquement dans un sens avec une seule scie génère des temps de traitement pour chaque grume importants. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients des procédés et dispositifs de traitement de grumes de l'art antérieur en proposant un dispositif pour traiter les grumes in situ, qui peut être aisément déplacé de chantier en chantier et qui autorise la mise en ceuvre d'un procédé de traitement de grumes nettement plus rapide. A cet effet, la présente demande a pour objet un procédé de traitement d'une grume caractérisé en ce qu'il consiste à immobiliser la grume et à utiliser un porte-outil déplaçable selon trois axes, de préférence selon trois directions orthogonales référencées X, Y, Z. Le fait de garder la grume immobile lors du sciage et de scier en déplaçant le porte-outil permet de réduire fortement la taille du bâti nécessaire pour assurer la stabilité du dispositif. Par ailleurs, les inerties engendrées par le déplacement du porte-outil sont très inférieures aux inerties engendrées par le déplacement de la grume et de son support si bien que les organes de liaison entre les éléments fixes et mobiles n'ont pas besoin d'être surdimensionnés ce qui contribue à réduire les dimensions et le poids du dispositif et à le rendre mobile. Selon une première caractéristique, le porte-outil comprend deux scies circulaires disposées dans des plans perpendiculaires, respectivement dans un plan vertical parallèle au mouvement d'avance du porte-outil lors de la phase de sciage et un plan horizontal, les projections des circonférences des deux scies étant tangentes dans un plan perpendiculaire à la direction X, de manière à découper en un seul passage deux faces contiguës. Selon une seconde caractéristique, le sciage de la grume est réalisé dans les deux sens selon la direction X de déplacement du porte-outil en phase de sciage. Ces deux caractéristiques contribuent à réduire fortement le temps de traitement de la grume. L'invention propose également un dispositif de traitement d'une grume plus particulièrement adapté pour la mise en ceuvre du procédé précédemment défini qui se caractérise en ce qu'il comprend des moyens de bridage de la grume et un porte-outil susceptible de se translater le long d'une poutre dont les extrémités sont susceptibles de se translater le long de traverses horizontales, chaque extrémité de chaque traverse étant susceptible de se translater le long d'un montant vertical. De préférence, le porte-outil comprend deux scies circulaires disposées dans des plans perpendiculaires, respectivement dans un plan vertical parallèle au mouvement d'avance du porte-outil lors de la phase de sciage et un plan horizontal, les projections des circonférences des deux scies étant tangentes dans un plan perpendiculaire à la direction X, de manière à découper en un seul passage deux faces contiguës. Avantageusement, les moyens de bridage comprennent deux paires de crochets, les crochets de chaque paire étant disposés en vis à vis et susceptibles d'occuper deux positions, une première position escamotée où ils autorisent le déplacement de la grume et une seconde position en saillie où l'extrémité de chaque crochet se plante dans la grume de manière à l'immobiliser. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend des moyens d'alimentation sous forme de deux chaînes de convoyage et en ce qu'une paire de crochets est disposée au niveau de chaque chaîne de convoyage, chaque crochet étant susceptible de pivoter autour d'un axe solidaire d'une platine susceptible de se translater le long d'une glissière s'étendant au niveau de chaque chaîne de convoyage. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend des moyens d'éjection des éléments découpés, disposés dans le prolongement de la poutre, à chaque extrémité de cette dernière, et qui comportent chacun un convoyeur relié à la poutre et un doigt relié au porte-outil susceptible d'occuper deux positions, une première position en saillie dans laquelle il est susceptible de prendre appui contre l'extrémité de l'élément précédemment découpé et une seconde position escamotée dans laquelle il n'interfère pas avec la grume ou l'élément précédemment découpé. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du procédé et du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels -la figure 1 est une vue schématique en perspective du dispositif de l'invention, -la figure 2 est une vue en coupe longitudinale illustrant les éléments mobiles, - la figure 3A est une vue de détail selon une première direction du porte- outil, - la figure 3B est une vue de détail selon une seconde direction du porte- outil, - la figure 4 est une vue en perspective illustrant les moyens d'éjection, et - la figure 5 est une vue schématique en coupe illustrant les moyens de bridage de la grume traitée. Sur les différentes figures jointes en annexe, on a représenté un dispositif de traitement 10 d'une grume 12. Par traitement d'une grume, on englobe toutes les opérations de sciage réalisées sur la grume comprenant entre autre, le délignage, la découpe en plateau, la découpe de section rectangulaire ou carrée comme cela sera détaillé ultérieurement. Le dispositif de traitement comprend des moyens de bridage 14 de la grume 12 pour l'immobiliser, illustrés en détail sur la figure 5, et un porte-outil 16 déplaçable selon trois axes, de préférence selon trois directions orthogonales référencées X, Y, Z. Selon un mode de réalisation, le porte-outil 16 peut se translater grâce à des moyens 18 le long d'une poutre 20 dont les extrémités 22 peuvent se translater grâce à des moyens 24 le long de traverses 26 horizontales. Chaque extrémité de chaque traverse 26 peut se translater grâce à des moyens 28 le long d'un montant 30 vertical. Ainsi, les déplacements du porte-outil 16 le long de la poutre 20, de la poutre 20 le long des traverses 26, des traverses 26 le long des montants 30 correspondent respectivement au déplacement selon les axes X, Y, Z comme illustré parla figure 1. Les moyens de translation 18 et 24 sont détaillés sur la figure 2. Concernant les moyens 18, le porte-outil 16 comporte en partie inférieure des galets 32 susceptibles de rouler sur deux rails 34 fixés sur la partie supérieure de la poutre 20. Pour la mise en mouvement, le porte-outil 16 est lié aux extrémités d'une chaîne 36 formant une boucle grâce à deux poulies 38 disposées à chaque extrémité de la poutre, ladite chaîne étant susceptible d'engrener sur au moins un pignon mis en rotation par un motoréducteur non représenté. Eventuellement, la chaîne 36 peut être remplacée par une courroie ou un câble entraîné entre deux galets 39. Concernant les moyens 24, chaque extrémité comprend en partie inférieure au moins un train de galets 40 susceptibles de rouler sur deux rails 42 fixés sur la partie supérieure de chaque traverse 26. Pour la mise en mouvement, un moteur hydraulique 44 solidaire de la poutre entraîne en rotation, par l'intermédiaire d'ensembles pignon/chaîne 46, deux roues dentées 48 susceptibles d'engrener chacune sur une crémaillère 50 solidaire de chaque traverse 26. Les moyens de translation 28 comprennent, pour chaque extrémité des traverses 26, une noix susceptible de se translater sur une vis sans fin 52 reliée au montant 30 correspondant et entraînée en rotation par un motoréducteur 54 comme illustré sur la figure 1. Le porte-outil 16 supporte au moins une scie circulaire disposée dans un plan vertical parallèle à l'axe X et, de préférence comme illustré sur les différentes figures, deux scies circulaires 56 et 58 disposées dans des plans perpendiculaires, respectivement dans un plan vertical parallèle à l'axe X, c'est-à- dire au mouvement d'avance du porte-outil lors de la phase de sciage et un plan horizontal. L'agencement des deux scies est illustré en détail sur les figures 3A et 3B. Ces deux scies 56 et 58 ont respectivement des axes de rotation 60, 62 décalés dans la direction X, et comme on peut le constater sur la figure 3B, les projections des circonférences des deux scies sont tangentes dans un plan perpendiculaire à la direction X, de manière à découper en un seul passage deux faces contiguës. Les scies circulaires 56 et 58 sont de préférence mises en rotation par un même motoréducteur 64 par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle et de poulies/courroies. Comme montré sur la figure 3B, un élément 66 est ainsi découpé en un seul passage, ses deux faces contiguës non découpées étant sciées simultanément par les deux scies 56 et 58. De préférence, le dispositif de traitement 10 comporte des moyens d'alimentation 68. Selon un mode de réalisation, ces moyens d'alimentation 68 sont susceptibles de translater selon la direction Y la grume disposée sensiblement selon la direction X, et comportent à cet effet deux chaînes de convoyage 70 parallèles. Les moyens de bridage 14 illustrés en détail sur la figure 5 sont disposés au niveau de chaque chaîne de convoyage 70 et comprennent pour chaque chaîne deux crochets 72 disposés en vis à vis et susceptibles d'occuper deux positions, une première position escamotée où ils autorisent le déplacement de la grume selon la direction Y et une seconde position en saillie où l'extrémité de chaque crochet se plante dans la grume de manière à l'immobiliser. Selon un mode de réalisation préféré, chaque crochet 72 est monté pivotant autour d'un axe 74 solidaire d'une platine 76 susceptible de se translater le long d'une glissière 78 s'étendant au niveau de chaque chaîne de convoyage 70. Pour faire pivoter le crochet dans la position escamotée ou en saillie, un actionneur 80 est interposé entre la platine 76 et le crochet 72. De même, un actionneur 82 est également prévu pour chaque platine pour assurer son mouvement de translation le long de la glissière 78 correspondante. Selon une autre caractéristique, le dispositif de traitement de l'invention comprend des moyens 84 d'éjection des éléments découpés 66, illustrés en détail sur la figure 4. Le dispositif de traitement de l'invention étant susceptible de scier dans les deux sens selon la direction X, il comprend deux moyens d'éjection 84 disposés dans le prolongement de la poutre 20, à chaque extrémité de cette dernière. Chaque moyen d'éjection comporte un convoyeur 86 relié à la poutre 20 et un doigt 88 (89) relié au porte-outil 16. Ce doigt 88 est susceptible d'occuper deux positions, une première position en saillie, représentée en trait fort, dans laquelle il est susceptible de prendre appui contre l'extrémité de l'élément précédemment découpé et une seconde position escamotée, représentée en pointillé, dans laquelle il n'interfère pas avec la grume 12 ou l'élément précédemment découpé. Selon un mode de réalisation préféré, ce doigt est monté pivotant autour d'un axe disposé sur la face du convoyeur en regard du convoyeur correspondant, le doigt étant mis en mouvement par un actionneur. De préférence, le convoyeur 86 comprend une pluralité de rouleaux 90 motorisés par l'intermédiaire d'une chaîne par un motoréducteur 92. Un capteur 94 est susceptible de déclencher la mise en rotation des rouleaux 90 lorsqu'il est actionné par l'élément découpé, poussé par le doigt 89. Avantageusement, le convoyeur 86 est fixé à une extension de la poutre 20 qui supporte également un patin 96 susceptible de pousser l'élément découpé hors du convoyeur 86 en direction d'une zone de stockage desdits éléments découpés. Le fonctionnement des moyens d'éjection est maintenant décrit au regard des figures 3B et 4. Après une translation du porte-outil, l'élément découpé 66 est posé sur la partie restante de la grume à découper et occupe sensiblement la même position avant et après la découpe. En fin de découpe, le porte-outil 16 est décalé par rapport à la grume 12. A cet instant, les positions des deux doigts 88 et 89 sont interverties de manière à ce que le doigt 89 situé à l'avant du porte-outil soit en saillie et prenne appui contre l'extrémité de l'élément découpé. Ainsi, en se translatant, le porte-outil pousse par l'intermédiaire du doigt 89 l'élément découpé alors que les scies 56 et 58 découpent un nouvel élément. En se translatant, l'élément découpé actionne le capteur 94 qui déclenche la mise en rotation des rouleaux 90. Dès que l'élément découpé est suffisamment avancé, ce dernier est entraîné par les rouleaux 90 qui assurent seuls sa translation. Lorsque l'élément découpé est entièrement disposé sur le convoyeur 86, des moyens sont prévus pour stopper la rotation des rouleaux et l'élément découpé est poussé par le patin 96 vers la zone de stockage. Afin de rendre l'ensemble mobile, les différents éléments sont disposés sur une même plate-forme. Pour assurer son fonctionnement, le dispositif comprend un poste de pilotage 98 pour coordonner les mouvements des différents organes, ainsi qu'un groupe électrogène 100 et un groupe hydraulique 102 pour alimenter en énergie les organes moteurs. Le fonctionnement du dispositif de traitement 10 selon l'invention est maintenant décrit`'au regard des différentes figures. Grâce à sa mobilité, le dispositif de traitement peut être déplacé de chantier en chantier pour assurer le délignage et la découpe de grumes in situ. De la sorte, les coûts de transport sont réduits au transport des éléments découpés uniquement propre à la consommation et non aux rives flacheuses issues du délignage et la sciure issue des découpes. Une fois découpé, l'arbre est conditionné sous forme de grumes 12. Tour à tour, ces grumes sont disposées sur les moyens d'alimentation 68 qui acheminent la grume dans la zone de sciage qui correspond sensiblement à l'aire délimitée par les quatre montants 30, le porte-outil 16 étant décalé par rapport à la grume. A cet instant, la grume 12 est immobilisée grâce aux moyens 14 de bridage. A partir du poste de pilotage 98, l'opérateur règle la profondeur de passe, en fonction des dimensions souhaitées des éléments découpés, en ajustant la position des scies circulaires et/ou du porte-outil 16 selon les axes Y et Z. Ensuite, il commande la translation du porte-outil 16 selon l'axe X. Grâce à la présence des deux scies 56 et 58 disposées de manière à ce que les découpes soient tangentes, un élément est découpé en un seul passage. Lors de la seconde translation, les scies sont en prise et découpent un nouvel élément. Au même instant, l'élément précédemment découpé est éjecté grâce aux moyens 84. Selon ce procédé de traitement, on constate que dans un sens les scies travaillent en opposition et que dans l'autre sens elles travaillent en avalant. Grâce à la présence de deux scies, de leur agencement particulier et du fonctionnement desdites scies selon les deux sens suivant la direction X, le temps de traitement de la grume est fortement réduit par rapport au procédé de l'art antérieur. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens de translation 18, 24, 28, le type d'outil utilisé, ainsi que les dimensions et matériaux des différents éléments constituant le dispositif. Enfin, on peut prévoir tout dispositif approprié pour la manutention des éléments découpés à partir des convoyeurs 86. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une grume (12) caractérisé en ce qu'il consiste à immobiliser la grume (12) et à utiliser un porte-outil (16) déplaçable selon trois axes, de préférence selon trois directions orthogonales référencées X, Y, Z. 2. Procédé de traitement d'une grume (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-outil (16) comprend deux scies circulaires (56, 58) disposées dans des plans perpendiculaires, respectivement dans un plan vertical parallèle au mouvement d'avance du porte-outil lors de la phase de sciage et un plan horizontal, les projections des circonférences des deux scies (56, 58) étant tangentes dans un plan perpendiculaire à la direction X, de manière à découper en un seul passage deux faces contiguës. 3. Procédé de traitement d'une grume (12) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le sciage de la grume est réalisé dans les deux sens selon la direction X de déplacement du porte-outil (16) en phase de sciage. 4. Dispositif de traitement d'une grume (12) plus particulièrement adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de bridage (14) de la grume (12) et un porte-outil (16) susceptible de se translater, grâce à des moyens (18), le long d'une poutre (20) dont les extrémités (22) sont susceptibles de se translater, grâce à des moyens (24), le long de traverses (26) horizontales, chaque extrémité de chaque traverse (26) étant susceptible de se translater grâce à des moyens (28) le long d'un montant (30) vertical. 5. Dispositif de traitement d'une grume selon la revendication 4, caractérisé en ce que le porte-outil (16) comprend deux scies circulaires (56, 58) disposées dans des plans perpendiculaires, respectivement dans un plan vertical parallèle au mouvement d'avance du porte-outil lors de la phase de sciage et un plan horizontal, les projections des circonférences des deux scies (56, 58) étant tangentes dans un plan perpendiculaire à la direction X, de manière à découper en un seul passage deux faces contiguës. 6. Dispositif de traitement d'une grume selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce les moyens de bridage (14) comprennent deux paires de crochets (72), les crochets de chaque paire étant disposés en vis à vis et susceptibles d'occuper deux positions, une première position escamotée où ils autorisent le déplacement de la grume et une seconde position en saillie où l'extrémité de chaque crochet se plante dans la grume de manière à l'immobiliser. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens d'alimentation (68) sous forme de deux chaînes de convoyage (70) et en ce qu'une paire de crochets (72) est disposée au niveau de chaque chaîne de convoyage (70), chaque crochet (72) étant susceptible de pivoter autour d'un axe (74) solidaire d'une platine (76) susceptible de se translater le long d'une glissière (78) s'étendant au niveau de chaque chaîne de convoyage (70). 8. Dispositif de traitement d'une grume selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'éjection (84) des éléments découpés (66). 9. Dispositif de traitement d'une grume selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'éjection (84) sont disposés dans le prolongement de la poutre (20), à chaque extrémité de cette dernière, et comportent chacun un convoyeur (86) relié à la poutre (20) et un doigt (88, 89) relié au porte-outil (16) susceptible d'occuper deux positions, une première position en saillie dans laquelle il est susceptible de prendre appui contre l'extrémité de l'élément précédemment découpé et une seconde position escamotée dans laquelle il n'interfère pas avec la grume (12) ou l'élément précédemment découpé. 10. Dispositif de traitement d'une grume selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque convoyeur (86) comprend une pluralité de rouleaux (90) motorisés et un capteur (94) susceptible de déclencher la mise en rotation des rouleaux (90) lorsqu'il est actionné par l'élément découpé poussé par le doigt (88, 89).