FR2823465A1 - Wood cutting implement esp for tree stumps has clamps with toothed fixed jaws and blades operated by power cylinders - Google Patents
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Abstract
Description
dans sa position de couverture totale du cylindre de dégauchissage (22).in its fully covered position of the planer cylinder (22).
DISPOSITIF DE TRAVAIL DE PIECES DE BOIS, NOTAMMENT DE DEVICE FOR WORKING PIECES OF WOOD, PARTICULARLY
SOUCHES D'ARBRESTREE STRAINS
La présente invention concerne un dispositif de travail de pièces de bois, notamment de souches d'arbres et de chablis, plus particulièrement in The present invention relates to a device for working with pieces of wood, in particular tree stumps and windfall, more particularly in
situ, bruts d'arrachage.situ, rough grubbing up.
On conna^'t des dispositifs pour le travail du bois et notamment des troncs qui permettent l'ébranchage, le débit des troncs avec éventuellement There are known devices for working with wood and in particular trunks which allow limbing, the flow of trunks with possibly
un écorçage préalable.prior debarking.
Toutes ces machines sont de fortes puissance et travaillent la partie All these machines are powerful and work the part
noble du bois, cel le do nt la valorisation est réel le. noble of wood, this does nt the recovery is real.
Dans le cas de souches, de branches de têtes d'arbres ou de troncs vrillés ou dégradés, la valeur ajoutée est nulle et l'élimination est en réalité un In the case of stumps, branches of tree heads or twisted or degraded trunks, the added value is zero and elimination is actually a
coût supplémentaire pour le propriétaire forestier. additional cost to the forest owner.
Or l'élimination des souches d'arbres est un préalable indispensable avant la remise en état de toute zone déboisée soit pour la valorisation d'une parcelle de forêt, soit après des phénomènes accidentels de dégradation However, the elimination of tree stumps is an essential prerequisite before the rehabilitation of any deforested area either for the enhancement of a plot of forest or after accidental phenomena of degradation
1 5 comme une tempête.1 5 like a storm.
Les souches qui subsistent sur le terrain sont arrachées soit de façon naturelle par le vent lors du basculement de l'arUre soit artificiellement au moyen d'engins, a posteriori. Elles comprennent des racines avec de la terre, The stumps which remain on the ground are uprooted either in a natural way by the wind during the tilting of the arUre or artificially by means of machines, a posteriori. They include roots with soil,
des pierres, une portion de tronc et même dans certains cas des branches. stones, a portion of a trunk and in some cases even branches.
Pour les faire dispara'^tre sur place, il faut diviser ces souches en petites parties, de taille adaptée, pour les enterrer sur place, en lieu et place de la souche retirée. De toutes les façons, même si les pièces sont ensuite broyées pour être brûlées ou pour faire du compost, elles doivent être préalablement To make them disappear on the spot, these strains must be divided into small parts, of suitable size, to be buried on the spot, in place of the stump removed. In any case, even if the pieces are then ground to be burnt or to make compost, they must be previously
réduites en dimensions.reduced in size.
Cette solution est adaptée car elle supprime le transport ou au moins rébuit le volume transporté mais il faut ensuite assurer cette division. On conna^'t différents moyens sachant que la coupe avec une lame de type tronçonneuse est une opération inenvisageable à cause des dimensions souvent i mportantes mais surtout à cause de la terre et d es cai l lo ux q ui dégraderaient l'outil très rapidement. De plus l'opération serait beaucoup trop This solution is suitable because it eliminates the transport or at least reduces the volume transported but it is then necessary to ensure this division. We know different ways knowing that cutting with a chainsaw type blade is an unthinkable operation because of the often important dimensions but above all because of the earth and the stones that would degrade the tool very quickly . In addition, the operation would be much too
longue et donc beaucoup trop onéreuse. long and therefore much too expensive.
Le seul moyen connu adapté consiste à fendre le bois. Les fendeuses connues sont de plusieurs types: Les machines à coins comprennent des coins longitudinaux fixes et le bois est déplacé, des coins radiaux ou des coins mobiles et le bois fixe. On comprend que le cas des souches sur place, un tel agencement reste un peu délicat. Ceci conduit à l'éclatement en deux parties de la bille et reste difficilement applicable aux souches. De plus, cela procure des éléments de taille trop importante pour les enfouir et surtout, une fois éclatée en deux parties, les demi-billes doivent être manices indépendamment l'une de l'autre, The only known suitable means is to split the wood. There are several types of known splitters: Corner machines include fixed longitudinal corners and the wood is moved, radial corners or movable corners and fixed wood. We understand that in the case of strains on the spot, such an arrangement remains a little tricky. This leads to the ball splitting into two parts and remains difficult to apply to the strains. In addition, this provides elements of too large a size to bury them and above all, once split into two parts, the half-balls must be handled independently of each other,
ce qui multiplie les interventions.which multiplies the interventions.
Si l'on imagine utiliser plusieurs coins simultanément, on s'aperçoit que If we imagine using several corners simultaneously, we realize that
la puissance est sensiblement proportionnelle au nombre de coins. the power is substantially proportional to the number of corners.
Dans tous les cas, il faut prévoir le maintien du bois pendant que le In all cases, the wood must be maintained while the
mouvement relatif du coin et du bois. relative movement of the corner and the wood.
On note aussi que le fendage du bois s'effectue uniquement selon la fibre. Il existe aussi des moyens à vis conique avec un système de maintien We also note that the splitting of wood is done only according to the fiber. There are also conical screw means with a holding system
du bois pour assurer une bonne pénétration. wood to ensure good penetration.
Lorsque la bille de bois est maintenue au sol, il se produit sous les effets de pénétration de la vis dans le bois, des projections accidentelles de When the log is held on the ground, accidental splashes of the screw occur due to the penetration of the screw into the wood.
morceaux de bois. Le matériel est complexe et onéreux. pieces of wood. The equipment is complex and expensive.
Dans tous les cas, il faut préparer le bois pour l'opération de fendage. In all cases, the wood must be prepared for the splitting operation.
Ceci n'est pas compatible avec les contraintes de rentabilité du travail des This is not compatible with the profitability constraints of the work of
souches qui est un bois de rebut.stumps which is a waste wood.
Il faut aussi des pièces de forme sensiblement réqulière, dépourvues de branches et de racines. On constate que le temps de préparation est trop long par rapport au temps utile de coupe or il faut privilégier le temps de coupe par rapport au temps de préparation. De méme, on sait que la souche ne se présente pas toujours sous le meilleur angle, ce qui nocessite soit un déplacement de la souche à l'aide de moyens de préhension soit un déplacement des moyens de It also requires pieces of substantially regular shape, devoid of branches and roots. It can be seen that the preparation time is too long compared to the useful cutting time, but the cutting time must be favored over the preparation time. Likewise, we know that the strain does not always present itself at the best angle, which in turn causes either a displacement of the strain using gripping means or a displacement of the means of
coupe par rapport aux souches.cut compared to stumps.
De plus, les exploitants sont aussi amenés, dans des terrains encombrés de souches, à travailler aussi les branches non valorisoes ou des résidus de tronc comme la tête notamment. Ces parties, difficilement valorisées, ne sont pas transportées hors du terrain et sont généralement abandonnces sur place In addition, operators are also required, in land cluttered with stumps, to also work non-valorisoes branches or trunk residues such as the head in particular. These parts, which are difficult to recover, are not transported off the ground and are generally abandoned on the spot.
et il faut les détruire.and they must be destroyed.
On conna^t aussi des applications pour lesquelles l'ensemble des végétaux doit être enfoui sur place. C'est le cas notamment lors de la construction ou de l'aménagement de routes, surtout lorsque les essences sont à faible valeur marchande ou lorsque les quantités ne peuvent intéresser There are also known applications for which all of the plants must be buried on site. This is the case in particular during the construction or improvement of roads, especially when the species are of low market value or when the quantities cannot interest
un exploitant au point de déplacer des matériels lourds. an operator to the point of moving heavy equipment.
Le but du dispositif selon la présente invention est de permettre un travail de pièces de bois sous forme de souches, de branches, de têtes dans les meilleures conditions, sans nocessiter une préparation. Ce dispositif assure plusieurs actions simultanément sans requérir de puissance beaucoup plus importante, il permet de déplacer les éléments, de les tailler à la dimension voulue permettant l'enfouissement, il évite les bourrages, reste sécuritaire et d'un maniement aisé. Ce dispositif nécessite une puissance peu élevée car il The object of the device according to the present invention is to allow work of pieces of wood in the form of stumps, branches, heads in the best conditions, without nocessiter a preparation. This device ensures several actions simultaneously without requiring much more power, it allows to move the elements, to cut them to the desired dimension allowing burial, it avoids jams, remains safe and easy to handle. This device requires a low power because it
peut comprendre des outils multiples avec un séquencage des opérations. may include multiple tools with sequencing of operations.
Ce dispositif présente aussi l'avantage de limiter très fortement la maintenance et d'être d'une grande fiabilité. Son coût reste réduit car il met en _uvre des éléments simples et robustes. Enfin, ce dispositif se monte sur les bras articulés des engins mobiles comme les tracteurs agricoles et forestiers ou les engins de chantier, si bien que de nombreuses bases peuvent This device also has the advantage of greatly limiting maintenance and of being very reliable. Its cost remains reduced because it implements simple and robust elements. Finally, this device is mounted on the articulated arms of mobile machinery such as agricultural and forestry tractors or construction machinery, so that many bases can
être utilisoes, éventuellement moyennant une pièce d'interface. be used, possibly with an interface piece.
La présente invention est maintenant décrite en détaii selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés qui représentent à travers les différentes figures: - figure 1, une vue en élévation de face d'une tête complète équipée du dispositif selon la présente invention, - figure 2A, une vue de détail de l'agencement des éléments constitutifs du dispositif avec la lame de coupe représentée en traits discontinus, - figure 2B, la même figure que la figure 1A mais avec la lame de coupe en traits pleins, - figure 3, une vue de détail des moyens de préhension montés sur la tête, - figures 4A, 4B et 4C, des vues en élévation latérale montrant le synoptique de travail du dispositif, et - figure 5, une vue en perspective partielle des profils de coupe d'une The present invention is now described in detail according to a particular, nonlimiting embodiment, with reference to the appended drawings which represent through the various figures: - Figure 1, a front elevation view of a complete head equipped with the device according to the present invention, - Figure 2A, a detailed view of the arrangement of the components of the device with the cutting blade shown in broken lines, - Figure 2B, the same figure as Figure 1A but with the cutting blade in lines solid, - Figure 3, a detailed view of the gripping means mounted on the head, - Figures 4A, 4B and 4C, views in side elevation showing the working diagram of the device, and - Figure 5, a partial perspective view cutting profiles of a
mâchoire fixe et d'une lame de coupe. fixed jaw and a cutting blade.
Sur la figure 1, on a représenté une tête de travail comprenant un bras 10 appartenant à un dispositif de chantier tel qu'une pelleteuse, un tracto pelle ou analogue avec son vérin 12 de man_uvre. Ce dispositif de chantier n' est pas représenté car il n'apporte pas d 'informations sur l 'invention puisqu'il permet seulement les déplacements, la manipulation de la tête et la In Figure 1, there is shown a working head comprising an arm 10 belonging to a site device such as a backhoe, a backhoe or the like with its actuator 12 man_uvre. This site device is not shown because it does not provide information on the invention since it only allows movement, manipulation of the head and the
fourniture de fluide hydraulique comme tous les engins de ce type. supply of hydraulic fluid like all machines of this type.
Le dispositif selon la présente invention comprend des moyens 14 de The device according to the present invention comprises means 14 for
préhension et des moyens 16 de coupe. gripping and cutting means 16.
Les moyens 14 de préhension sont composés d'une platine 18 de The gripping means 14 are composed of a plate 18 of
liaison avec la tête 10, de mâchoires 20 fixes et de mâchoires 22 mobiles. connection with the head 10, fixed jaws 20 and movable jaws 22.
Dans le mode de réalisation représenté, les mâchoires 20 fixes sont au nombre de trois, 20-1, 20-2, 20-3, réqulièrement espacces. Elles sont liées In the embodiment shown, the fixed jaws 20 are three in number, 20-1, 20-2, 20-3, evenly spaced. They are linked
entre elles par un axe 24 formant axe de rotation et par une entretoise 26. between them by an axis 24 forming an axis of rotation and by a spacer 26.
Ces mâchoires 20 fixes portent des indentations 28 et elles présentent These fixed jaws 20 have indentations 28 and they have
une forme de croissant. Chaque mâchoire se prolonge en partie supérieure, au- a crescent shape. Each jaw extends in the upper part,
dessus de l'axe 24, par une platine 30 support. above the axis 24, by a support plate 30.
Chaque mâchoire 20 fixe est traversoe par l'axe 24 commun et liée aux autres par l'entretoise 26. Chaque mâchoire 22 mobile est montée mobile en rotation par rapport à l'axe 24. Dans le mode de réalisation représenté, il est prévu deux mâchoires Each fixed jaw 20 is traversed by the common axis 24 and linked to the others by the spacer 26. Each movable jaw 22 is mounted movable in rotation relative to the axis 24. In the embodiment shown, two are provided. jaws
mobiles, chacune disposée entre deux dents 20 fixes. mobile, each disposed between two fixed teeth 20.
Chaque mâchoire 22 mobile se présente avec une partie 32 inférieure endessous de l'axe 34, en forme de croissant également, mais à concavité inversoe de celle de chaque mâchoire fixe pour former une zone 34 de préhension. Chaque mâchoire mobile est à profil lisse pour permettre un glissement de la face de la mâchoire en vis à vis des pièces de bois à Each movable jaw 22 has a lower part 32 below the axis 34, also in the form of a crescent, but with a concavity inversoe to that of each fixed jaw to form a gripping zone 34. Each movable jaw is of smooth profile to allow sliding of the jaw face opposite the pieces of wood to
découper, comme cela sera expliqué ultérieurement. cut out, as will be explained later.
Cette mâchoire mobile se prolonge par une partie 36 supérieure, qui est This movable jaw is extended by an upper part 36, which is
une dent 38 de débourrage.a tooth 38 for cleaning.
Une chape 42 est fixce sur l'extrados 40 de chaque mâchoire mobile afin de recevoir un axe 44 solidaire de la tige 46 d'un vérin 48 de man_uvre, voir figure 2A. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, il est prévu deux A yoke 42 is fixed on the upper surface 40 of each movable jaw in order to receive an axis 44 integral with the rod 46 of a jack 48 of man_uvre, see FIG. 2A. Thus, in the embodiment shown, there are provided two
mâchoires mobiles mues par un même vérin. movable jaws driven by the same jack.
Les moyens 16 de coupe sont composés de lames 50, une par mâchoire fixe. Chaque lame est montée à rotation sur le même axe 24 et se divise en une partie 52 inférieure et une partie supérieure 54, clairement The cutting means 16 are composed of blades 50, one per fixed jaw. Each blade is rotatably mounted on the same axis 24 and is divided into a lower part 52 and an upper part 54, clearly
visibles sur la figure 2B.visible in Figure 2B.
La partie 52 inférieure comprend une zone 56 de coupe, en biseau de The lower part 52 comprises a cutting zone 56, at a bevel of
préférence, orientée en vis-à-vis de la concavité de chaque mâchoire 20 fixe. preferably oriented towards the concavity of each fixed jaw.
Cette zone de coupe est particulière dans le mode de réalisation représentée car elle comporte un fer 58 d'attaque, qui assure l'entame du ou des bois 60, comme cela sera expliqué ci-après. Avantageusement, une dent 59 proominente, dite "dent de loup" est interposoe dans les indentations de la .... This cutting zone is particular in the embodiment shown because it comprises an attack iron 58, which ensures the opening of the wood or woods 60, as will be explained below. Advantageously, a prominent tooth 59, called "wolf tooth" is interposed in the indentations of the ....
machore fxe en vs-a-vs.machore fxe in vs-a-vs.
Un corps 64 de vérin 62 de man_uvre est articulé sur la platine 30 support de chaque mâchoire 20 fixe et la tige 66 est articulée sur la partie 54 supérieure de la lame correspondante. Dans le mode représenté, il est prévu A body 64 of cylinder 62 of man_uvre is articulated on the plate 30 supporting each fixed jaw 20 and the rod 66 is articulated on the upper part 54 of the corresponding blade. In the mode shown, it is provided
un vérin pour chaque mâchoire 20 fixe. a jack for each fixed jaw 20.
En ce qui concerne le système hydraulique, il est prévu un distributeur avec un séquençage. Ainsi, chaque lame reçoit toute la puissance hydraulique, mais de façon décalée dans le temps. Toute la puissance est transmise au lieu Regarding the hydraulic system, there is a distributor with sequencing. Thus, each blade receives all the hydraulic power, but in a time-shifted manner. All the power is transmitted to the place
de prévoir une triple puissance.to provide triple power.
De façon avantageuse, un perfectionnement prévoit une disposition en Advantageously, an improvement provides a provision in
biseaux conjugués de la lame de coupe et de sa contre-lame. conjugate bevels of the cutting blade and its counter blade.
Une représentation est indiquce sur la figure 5. A representation is shown in Figure 5.
De cette façon, un biseau 68 est ménagé sur la mâchoire 20 fixe qui fait office de contre-lame. Les biseaux de la mâchoire fixe et de la zone 56 de coupe de la lame 50 de coupe sont ainsi orientés dans le même sens, les parties les plus hautes venant au contact les premières. On comprend dès lors que dans le cas d'une pièce de bois offrant une forte résistance, la lame 50 de coupe est pressée vers la contre-lame améliorant ainsi le pouvoir de coupe et interdisant dans tous les cas un écartement susceptible de détériorer les éléments. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est maintenant In this way, a bevel 68 is formed on the fixed jaw 20 which acts as a counter blade. The bevels of the fixed jaw and of the cutting area 56 of the cutting blade 50 are thus oriented in the same direction, the highest parts coming into contact first. It is therefore understood that in the case of a piece of wood offering a high resistance, the cutting blade 50 is pressed towards the counter blade thus improving the cutting power and preventing in all cases a spacing liable to damage the elements . The operation of the device which has just been described is now
indiqué, notamment en regard des figures 4A à 4C. indicated, in particular with regard to FIGS. 4A to 4C.
L'opérateur vient au droit d'une souche ou d'une tête d'arbre ou encore The operator comes to the right of a stump or a tree head or even
de pièces de bois 60.pieces of wood 60.
Le dispositif est alors en position de préhension, figure 4A et les mâchoires 22 mobiles sont ouvertes par rapport aux mâchoires 20 fixes. La tige 46 du vérin 48 est alors en position rétractée. Les deux mâchoires 22 The device is then in the gripping position, FIG. 4A and the movable jaws 22 are open relative to the fixed jaws 20. The rod 46 of the cylinder 48 is then in the retracted position. The two jaws 22
mobiles sont man_uvrées simultanément. mobiles are operated simultaneously.
Les lames 50 sont également ouvertes pour dogager l'accès aux The blades 50 are also open to dogager access to
mâchoires fixes. Les vérins 62 ont donc leurs tiges 66 rétractéss. fixed jaws. The cylinders 62 therefore have their rods 66 retracted.
On remarque que les dents 38 de débourrage ont pénétrées entre les mâchoires 20 fixes, ce qui permet de dégager des éventuelles pièces de bois It is noted that the cleaning teeth 38 have penetrated between the fixed jaws 20, which makes it possible to release any pieces of wood
bloquéss lors de l'action précédente. blocked during the previous action.
L'opérateur se sert des mâchoires fixes comme d'un godet puis il actionne le vérin 48, ce qui a pour effet de faire basculer les mâchoires mobiles autour de l'axe 24, provoquant la préhension et l'immobilisation de The operator uses the fixed jaws like a bucket then he actuates the jack 48, which has the effect of tilting the movable jaws around the axis 24, causing the gripping and immobilization of
des pièces 60 de bois, dans le cas représenté. C'est l'étape de la figure 4B. pieces 60 of wood, in the case shown. This is the step in Figure 4B.
Le fait de disposer de lames à profil lisse permet de glisser lors du serrage et de permettre un auto-positionnement des pièces de bois tandis que les indentations 28 au contraire évitent la remontée et l'échappement de ces pièces de bois. On note aussi que la puissance hydraulique est dédice au seul vérin 48 qui agit sur les deux seules mâchoires mobiles, si bien que la The fact of having smooth profile blades makes it possible to slide during tightening and to allow self-positioning of the pieces of wood while the indentations 28 on the contrary prevent the ascent and the escape of these pieces of wood. It is also noted that the hydraulic power is dedicated to the single jack 48 which acts on the only two movable jaws, so that the
puissance installée jusqu'à cette étape peut être réduite. installed power up to this stage may be reduced.
Les lames 50 sont en position d'attente et une fois les moyens de préhension actionnés, la puissance hydraulique est à nouveau entièrement disponible. Chaque lame 50 de coupe est alors actionnce en séquençage suivi, voir figure 4C. Chaque vérin 62 est mis en pression et la tige en sortant, provoque la rotation de la lame autour de l'axe 24, ce qỉ conduit à un effet de massicot puisque chaque mâchoire 20 fixe fait office de contre-lame et qu'il y a les bissaux. Le fer 58 d'attaque permet de faciliter la pénétration dans la pièce de bois notamment quand il s'agit d'une pièce compacte avec l'effort résistant de la dent 59 de loup. De plus, ce fer permet de configurer la zone 56 de coupe avec des formes courbes dont on sait qu'elles facilitent l'action de coupe par The blades 50 are in the standby position and once the gripping means are actuated, the hydraulic power is again fully available. Each cutting blade 50 is then actuated in sequencing followed, see FIG. 4C. Each jack 62 is put under pressure and the rod leaving it causes the blade to rotate about the axis 24, which qỉ leads to a guillotine effect since each fixed jaw acts as a counter blade and there has the bissaux. The attack iron 58 makes it easier to penetrate the piece of wood, in particular when it is a compact piece with the resistant force of the wolf tooth 59. In addition, this iron allows you to configure the cutting area 56 with curved shapes which are known to facilitate the cutting action by
un effet de glissement en plus de l'effort de pénétration. a sliding effect in addition to the penetration effort.
La disposition permet aussi d'attaquer les pièces de bois avec le plus grand moment et l'effort le plus important, proche de l'axe 24. Au fur et à mesure que la découpe se produit, I'effort exercé par la lame de coupe The arrangement also makes it possible to attack the pieces of wood with the greatest moment and the greatest effort, close to the axis 24. As the cutting takes place, the effort exerted by the blade of chopped off
diminue mais la quantité de bois à couper aussi. decreases but the amount of wood to be cut also.
Un tel dispositif est très compact et peut néanmoins couper en une action une pièce de bois de fortes dimensions en plusieurs tronçons. Ainsi, il Such a device is very compact and can nevertheless cut in one action a large piece of wood into several sections. So, he
se produit dans le cas qui vient d'être décrit à trois lames une coupe triple. occurs in the case just described with three blades a triple cut.
Les pièces de bois sont alors de petites dimensions, prêtes à être enfouies ou The pieces of wood are then small, ready to be buried or
à être transTérces au broyage.to be transferred to grinding.
Le travail de préparation est négligeable par rapport au temps de coupe, ce qui augmente le rendement, si bien qu'un tel dispositif est même applicable au bois de rebut car les coûts de travail sont très réduits comparés à tout autre outil de travail ou à tout autre manipulation ou destruction. Quant à d'autres voies de destruction comme le brûlage, elles peuvent être interdites à certaines périodes ou mêmes prohibées pour des raisons écologiques ou de The preparation work is negligible compared to the cutting time, which increases the yield, so that such a device is even applicable to waste wood because the labor costs are very reduced compared to any other working tool or any other manipulation or destruction. As for other ways of destruction such as burning, they can be prohibited at certain times or even prohibited for ecological reasons or
perturbations de l'environnement.environmental disturbances.
Le mode de réalisation décrit peut-être réduit suivant les utilisations et il peut comprendre uniquement une paire de mâchoires fixes, une paire de lames et une mâchoire mobile ou inversement une mâchoire fixe, une paire de mâchoires mobiles et une lame de coupe. Il faut tenir compte du rendement recherché. The embodiment described may be reduced depending on the uses and it may comprise only a pair of fixed jaws, a pair of blades and a movable jaw or conversely a fixed jaw, a pair of movable jaws and a cutting blade. You have to take into account the desired yield.
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Publication number | Publication date |
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