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DISPOSITIF POUR LECORCAGE DE TRONCS D'ARBRES ET ANALOGUES.
La présente invention est relative à un traitement mécanique de bois et concerne un dispositif dans lequel des troncs d'arbre et des pièces de bois analogues de diverses épaisseurs et de différentes formes ainsi qu' en divers genres de bois peuvent être écoreés efficacement et vite.
Dans ce but, le dispositif suivant l'invention est pourvu de divers outils pour l'enlèvement des écorces aussi bien pour l'écorçage par frottement ou par cisaillement, que par pelage, l'un de ces procédés d'écor- çage pouvant être employé, ou simultanément les deux, suivant l'aspect final qu'on veut donner à la surface du tronc écorcé.
L'invention se caractérise principalement en ce que le dispositif comprend, portés par un support tournant autour de la pièce de bois, action- nables élastiquement, et réglables surtout radialement., des outils d'écorçage dont chacun comprend une pièce limitant son déplacement de réglage dans le sens radial et une pièce servant comme organe tâteur et en même temps comme organe,d'écorçage par frottement ou effet de cisaillement. Ces outils d'é- corgage peuvent être combinés à des organes coupants. D'autres particulari- tés caractéristiques pour cette invention ressortiront de la description subséquente.
Quelques exemples de formes de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins, où - figure 1 est une coupereprésentée schématiquement, du dis- positif suivant l'invention.
- figure 2 en est une coupe longitudinale.
Figure 3 est une vue en perspective d'un outil propre à l'écorçage par frottement ou cisaillement suivant l'invention.
Figure 4 est une variante de l'outil représenté à la figure 3.
Figure 5 est une forme de réalisation simplifiée d'un tel outil.
Figure 6 est une forme de réalisation modifiée de l'outil repré-
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sente a la ligure 5.
Figure 7 est une autre forme de réalisation simplifiée d'un tel outil.
Figure 8 est, encore, une forme de réalisation d'un outil tra- vaillant d'après le procédé d'écorçage par frottement ou cisaillement suivant l'invention destiné à être monté sur la machine montrée à la figure 1 ou sur une machine travaillant de manière analogue.
Figure 9 est une forme de réalisation d'un outil pour enlever les fibres de liber et analogues, lequel outil peut être adapté dans la ma- chine montrée à la figure 1 ou dans une machine agencée séparément de celle- ci.
Figure 10 est une variante de l'outil montré à la figure 9.
Figure 11 est un outil basculable, en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 14.
Figure 12 est une coupe du même outil suivant la ligne XII-XII de la figure 14.
Figure 13 est une vue de dessus de l'outil représenté aux figu- res 11 et 12.
Figure 14 est une variante de l'outil montré aux figures 11-13.
Figure 15 est une coupe longitudinale dans deux cylindres d'avan- cement coopérant l'un avec l'autre.
Figure 16 est une demie vue en bout des cylindres d'avancement coopérant l'un avec l'autre.
Figure 17 est une vue longitudinale de deux cylindres de guidage coopérant l'un avec l'autre.
La forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2 d'une machine à écorcer réalisée suivant l'invention comprend un porte-outil tournant ayant la forme d'un tambour tournant 10, qui est porté par quatre galets 14 montés dans un bâti 12,qui pénètrent dans une rainure médiane pra- tiquée dans une mervure annulaire agencée tout autour du tambour 10, le tambour étant. ainsi empêché de se déplacer en.direction axiale, tandis que les outils d'écorçage travaillent sur les troncs d'arbre qui passent entre eux. Le tambour est,dans la formé de réalisation représentée, pourvu de quatre cylindres 16 qui y sont fixés, dirigés radialement vers l'intérieur.
Un tronc d'arbre désigné par 18, qui est montré en partie avec de l'écorce et en partie sans écorce, -est avancé par deux paires de cylin- dres d'avancement 20, 22. Les cylindres de chaque paire sont réglables l'un par rapport à l'autre de manière élastique et sont, par une pression conve- nable,s'exerçant par exemple par voie pneumatique, appliqués contre le tronc d'arbre. A cause de la faible largeur du tambour 10, l'écartement axial en- tre les cylindres d'avancement peut être maintenu très court, ce qui est particulièrement avantageux pour l'écorçage de troncs d'arbres incurvés.
En outre, la faible distance axiale des cylindres d'avancement permet d'écor- der sans difficulté du bois de faible longueur, par exemple de 1,5 m. et moins. En vue du guidage des troncs d'arbre, il est avantageux de pré- voir, outre les cylindres d'avancement encore des cylindres spéciaux de gui- dage 21, 23.
Le tambour 10 est pourvu de quatre cylindres qui y sont fixés, dirigés radialement vers l'intérieur. Dans ceux-ci peuvent se déplacer des pistons 24 qui sont pourvus de tiges de piston 26, qui ont une section quadrangulaire ou qui sont pourvus d'autres moyens qui empêchent une rota- tion des tiges autour de leur axe.
Les tiges de piston 26, qui portent les outils écorceurs, qui sont représentés en détails par exemple aux figures 3 et 4, sont guidées dans des douilles 28. Les pistons 24 sont actionnés au moyen d'une pression d'air agissant sur eux, l'air comprimépouvant être amené d'une source d'air com-
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primé non montré, par des conduites 30 et 32. Dans la conduite 30 est mon- tée une soupape réductrice de pression 34. Les conduites 30 et 32 sont raccordées à des canaux circulaires 36, 38 dans une pièce de bâti annulai- re 40, qui s'applique sous pression contre une pièce annulaire du tambour
10. Les canaux 36, 38 sont en communication avec des canaux 42, respecti- vement 44, agencés dans le tambour et menant vers les chambres de cylindre du côté intérieur et extérieur des pistons.
A l'aide de la pression d'air réglable agissant sur les pistons, on peut régler à volonté la pression des outils d'écorçage contre le tronc d'arbre qui peut s'avancer entre eux.
,-Il s'est avéré que le dispositif de réglage d'outils par voie pneumatique suivant l'invention est très avantageux, parce que l'application pneumatique est douce et peut céder élastiquement de telle sorte que les outils d'écor- çage peuvent s'adapter convenablement aux irrégularités des troncs d'arbre et les suivre. Le résultat de ceci est qu'on a de très faibles pertes en bois et un haut degré d'écorçage propre. Le réglage des variations de pression sur les outils peut dans le dispositif suivant l'invention, être mené, d'ailleurs, de façon notablement plus rapide et plus commode pendant la rotation du tambour.
Par l'amenée d'air comprimé du canal 32 aux chambres des cylin- dres par les canaux 44., les pistons peuvent, lorsqu'il le faut, être dépla- cés vers l'extérieur avec des forces qui .sont.supérieures à la force centri- fuge qui agit sur les pistons et les outils y raccordés,par suite de la ro- tation du tambour.
Habituellement, toutefois, la force centrifuge suffit pour qu' après fermeture de l'amenée d'air comprimé les pistons arrivent rapidement dans leurs positions extérieures. La rotation du tambour 10 peut être réa- lisée de toute manière appropriée convenable,
Dans les formes de réalisation montrées, les paires de cylindres d'avancement 20,22 sont montées sur des arbres disposés horizontalement, mais naturellement, ces arbres peuvent aussi être disposés verticalement.
La forme de réalisation;, représentée à la figure 3,de l'outil d'écorçage comprend un piston métallique 52 fixé au moyen d'une vis 50 à une tige de piston 26, le piston étant pourvu d'une surface convexe limitée par les arêtes 54, 56 et 58, ladite surface se fermant sur une courte arête
60 du côté opposé à celui qui porte la vis. Pour éviter une usure trop ra- pide de cette arête elle est pourvue d'une garniture 64 en métal dur.
La surface convexe du piston 52 guide l'outil et lui permet de suivre les irrégularités du tronc d'arbre en direction axiale 'où radiale et sert ain- si comme organe de réglage, tandis que l'arête 60 sert d'organe écorceur par frottement ou cisaillement, pendant que l'outil tourne dans le sens de la flèche 62. La surface convexe permet à l'outil de se reposer sans change- ment spécial sur des troncs d'arbre de diamètre notablement plus grand que celui du tronc d'arbre qui vient d'être écorcé.
Dans la forme de réalisation modifiée, montrée à la figure 4, de l'outil, on a désigné par 66 des peignes ou des surélévations qui sont agencées sur la surface limitée par les arêtes 54, 56 et 58 et qui peuvent avoir une forme courbe ou droite. En coupe, elles sont avantageusement en dents de scie et ont pour rôle de soulever l'outil en utilisant l'effet de mouvements hélicoïdaux et de laisser le tronc s'avancer entre les outils sans faire cesser la force d'application élastique. Dans certains cas tou- tefois la force des cylindres d'avancement est suffisante pour qu'on puisse éviter ces peignes.
La forme de réalisation illustrée à la figure 5 consiste en une pièce métallique 68 pourvue de deux côtés parallèles et dont la face plane supérieure porte une vis 50 pour la fixation de l'outil à une des tiges de piston 26 dans la machine représentée à la figure 1. L'extrémité opposée de la pièce 68 forme une partie 70 à arête mousse qui doit servir d'outil écorceur par cisaillement ou frottement comme montré aux figures 3 et 4.
Comme sur la forme de réalisation de la figure 4, un côté de l'outil est pourvu de peignes ou de surélévations 66. Pour faire l'outil aussi léger
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que possible,il est pourvu avantageusement d'évidements 72. La partie d'arête 70 peut, comme dans les formes de réalisation des figures 3 et 4, être avantageusement pourvue d'un revêtement en métal dur pour en éviter une usure trop rapide.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 6, l'une des faces latérales de la pièce métallique 68 est conformée en arc, celui- ci agissant à peu près de la même manière que la surface convexe décrite en ce qui concerne la figure 3. En outre, la surface en arc est munie avantageusement de peignes 66.
Sur la figure 7, qui représente une forme simplifiée de l'ou- til, 74 désigne une tige qui peut être l'une des tiges de piston représen- tées à la figure 1. A cette tige est fixée une, pièce 76 ayant en coupe une forme de V, qui est constituée en partie d'une partie droite comme les parties d'arête 60, respectivement 70, dans les formes de réalisation décri- tes plus haut, et en partie d'une partie recourbée vers le haut, qui sert comme organe escaladeur pour l'adaptation aux changements dans les dimensions des troncs.
Par suite du caractère émoussé de l'outil, on verra, pour une pression d'application suffisante, le frottement entre l'outil et l'écorce devenir plus grand que la résistance au cisaillement de la couche de cam- bium entre l'écorce et le bois et pour établir ces conditions de manière certaine, il est avantageux comme le représente la figure 3,de strier la surface inclinée de l'outil en 77..--mais pas trop près de l' arête. de travail de la partie terminale 60, pour que la surface du bois ne puisse en être en- dommagée. L'écôrce glissera alors sur la surface du bois, tandis qu'elle sera déplacée par l'outil. L'arête arrondie parallèle à l'axe longitudinal du tronc, de l'outil, glisse tout le temps sur la surface du bois sans dé- tériorer celle-ci.
La condition est cependant que la force d'application ne soit pas trop forte. Il est toutefois facile dans la pratique de choi- sir une pression d'application qui permette à l'outil d'écorcer efficace- ment le tronc sans cependant suivre à la surface du bois. Ce qui vient d'être dit convient aux bois flottés et non flottés,gelés et non gelés, de pin, sapin, bouleau, aspe, hêtre et chêne.
Le mode de travail de l'outil permet d'une part que la puissan- ce nécessaire à son fonctionnement soit réduite, d'autre part que les per- tes en bois deviennent pratiquement nulles. Par contre pour certains cas, en particulier pour le pin, des fibres deliber de la couche de cambium revien- nent à la surface de bois en quantité telle qu'elles doivent en être enlevées si le bois doit être employé pour certaines masses de bois telles que non blanchies au .sulfite. Les fibres de liber restantes peuvent habituelle- ment être enlevées de manière efficace si on a une machine dans laquelle deux séries d'outils sont disposées l'une derrière l'autre.
Si, outre les fibres de liber, on veut enlever efficacement aussi une pellicule de bois dans un but de propreté, il est toutefois très avantageux de faire suivre les outils à frottement de brosses d'acier tournant rapidement.
A la figure 8 on a représenté une autre forme de réalisation de l'outil écorceur, qui consiste en un plateau 78 qui est fixé à un arbre 80 L'arbre 80 est destiné, dans le support tournant de la machine, qui est décrite avec la figure 1, à être monté en palier, l'arbre 80 étant réglable en direction radiale contre un trou traversant la machine, sous l'effet d' organes influencés à l'air comprimé ou par des ressorts ou des contrepoids, qui ne sont pas représentés au dessin. Le plateau 78 tourne en sens opposé à celui du support 10, l'écorçage se faisant alors entre le cercle périphé- rique ondulé 79 du plateau et le tronc qui avance.
Les brosses d'acier qui sont destinées à l'enlèvement des fi- bres de liber restantes,dont une forme de réalisation est représentée à la figure 9,peuvent comme dit plus haut, être montées dans le support tournant de la machine à écorcer. Pour obtenir avec ces brosses le meilleur résul- tat, ce qui permet un meulage de propeté de la surface du bois, il est im- portant que la couche de fibres de liber restant après l'écorçage par ci-
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saillement soit aussi uniforme que possible, ce qui est obtenu par les outils d'écorgage préconisés suivant l'invention.
Là où c'est possible, on peut employer quatre brosses dans le même plan autour du tronc, mais dans cer- tains cas, il est nécessaire de limiter le nombre de brosses à deux, qui dans ce cas, sont avantageusement disposées diamétralement opposées l'une à l'autre. Les brosses sont fixées sur des arbres qui sont tourillonnés élastiquement dans le support de la machine et actionnés de même manière que les outils d'écorçage décrits. On a désigné par 82 un arbre portant la brosse d'acier et par 84 le moyeu de la brosse. 86 désigne les brosses constituées de fils d'acier, avantageusement de 0,2 à 0,3 mm de diamètre.
Le type de brosse modifié montré à la figure 10 consiste en un plateau circulaire 88 qui est fixé à un arbre tournant 90. On a désigné par 92 la brosse d'acier et par 18 le tronc qui doit être meulé pour la propreté. La vitesse périphérique des brosses doit être assez grande pour que les brosses ne se collent pas ensemble. Cette condition est remplie par exemple avec une brosse de diamètre de 200 mm et qui tourne à une vitesse de 2900 tours/minute. La puissance nécessaire pour la commande d'une telle brosse est de 2 à 3 chevaux, lorsque l'écorce et la majeure par- tie des fibres de liber sont enlevées par les outils d'écorçage à frottement.
Dans certains cas, on peut, pour l'enlèvement des fibres de li- ber, employer au lieu des brosses une deuxième série d'outils à frottement ou à cisaillement.
Pour écorcer du bois qui est destiné à être traité au sulfate, il suffit d'écorçage par frottement ou cisaillement pour obtenir un résul- tat désiré, ce qui dans certains cas est le cas aussi avec du bois pour une masse blanchie au sulfite. Pour des masses non blanchies au sulfite, au contraire, des brosses d'acier représentées aux figures 9 et 10, sont par- ticulièrement convenables, autrement on serait obligé de peler la surface des troncs, ce qui provoquerait une perte de bois de 8 - 10 %. Suivant la présente invention,cette perte peut être réduite à 1 - 2 % ce qui repré- sente naturellement un gain économiquê important.
Pour rendre aussi légers que possible les outils pour l'écorçage par frottement ou cisaillement, ceux-ci doivent, comme cela a été décrit, être réalisés avec des évidements convenables. Le caractère émoussé des arêtes de l'outil qui fait l'écorçage doit être choisi en fonction du genre d'arbres à traiter. Pour le bouleau et certaines essences américaines, dites "hardwoods",, on peut employer un petit rayon à l'arête, donc utili- ser un outil relativement acéré. Pour des essences plus tendres, par exemple le pin et le sapin, surtout pour du bois flotté, il faut employer un rayon d'arête plus grand, donc employer un outil plus émoussé, pour em- pêcher que les couches annuelles extérieures du bois soient écorchées.
Les figures 11-13 montrent un outil basculable avec lequel on peut écorcer très efficacement une surface de bois non uniforme, car cet outil se place automatiquement avec son arête de travail parallèlement à la surface de bois du tronc de sorte qu'il ne reste pas de fibres de liber sur la surface du bois. On a désigné par 92 un profond évidement dans l' outil 94. Au fond de cet évidement est adapté un boulon 96, par exemple en acier dur au chrome - nickel. Le boulon est disposé perpendiculaire à l'arête de travail 98 de l'outil et relativement près de celle-ci.
Ce boulon reporte tous les efforts de pression à la tige de piston 100 par une surface en forme de coquille dans la partie de prolongement 102 de la tige.
Le montage du boulon dans le fond de l'évidement forme, avec l'évidement en coquille du prolongement 102 de la tige de piston, une mon- ture dans laquelle l'outil peut osciller dans le sens de la longueur de l' arête de l'outil. Ce mouvement n'a pas besoin d'être particulièrement, grand.
Il est limité par la butée des bords de l'évidement contre le prolongement 102 de la tige de piston: Les forces relativement grandes perpendiculaires à l'arête de l'outil 98 sont reprises par le fait que les côtés du prolonge- ment 102 de la tige de piston qui sont parallèles à l'arête s'adaptent rela-
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tivement exactement aux côtés correspondants de l'évidement 92.
Dans le but d'empêcher que l'outil basculable se détache lors- que la machine est mise à l'arrêt ou lorsque d'autres forces agissent sur l'outil en direction du centre, on a adapté dans la partie supérieure de l'outil un boulon 104 qui court dans uir alésage 106 de la partie prolongée 102 de la tige. Cet alésage; présente longitudinalement un allongement tel que le bord de l'évidement peut buter à la partie prolongée de la tige avant que le boulon ait buté contre la partie terminale de l'alésage déve- loppé en longueur.
Pour éviter une usure trop rapide de l'arête de travail de l'ou- til, elle est avantageusement pourvue de manière connue, d'une couche de métal dur.
Grâce à cet outil basculable on obtient une application unifor- me à la surface du bois et ainsi un enlèvement effectif des fibres de liber.
Par suite de la meilleure application, la longueur de l'arête de travail de l'outil peut être notablement agrandie sans inconvénient. Lorsque les ou- tils sont agencés périphériquement autour du tronc dans un support tournant par rapport à celui-ci, la longueur d'arête agrandie permet un meilleur re- couvrement entre les trajéctoires au-dessus de la surface du tronc de deux outils consécutifs ce qui se traduit par un enlèvement plus efficace des fibres de liber. Ceci vaut pour un pas inchangé.
Lorsqu'on se contente du même recouvrement que dans le cas d'outils non basculables, la vitesse de progression peut être notablement élevée et cela en fait avec une meil- leure qualité d'écorçage. Comme la capacité de la machine est directement proportionnelle à la vitesse de progression, il est évident que la possi- bilité d'allonger la longueur d'arête des outils dans les outils bascula- bles, est d'une grande importance.
L'espace creux entre la partie prolongée 102 et l'évidement 92 peut être rempli de caoutchouc ou d'une autre masse élastique pour..empê- cher une accumulation d'écorce de résine de bois et analogues.
Figure 14 montre une bride de protection 108 formée sur la par- tie prolongée 102, qui remplit le même rôle que le caoutchouc. La partie terminale de la partie prolongée peut être équipée d'une surface cylindri- que qui s'appuyé directement à la surface de fond de l'évidement formé avec une surface d'appui correspondante, le même mouvement de l'outil étant ob- tenu alors que dans le cas des outils représentés aux figures 11 - 13.
L'outil peut aussi basculer autour du boulon 104.
Les cylindres d'avancement montrés aux figures 15 et 16 com- prennent des tambours 112 pourvus de parois frontales 110.- Les parois fron- tales 110 sont conformées avec des moyeux 114 pour la fixation des cylindres a leurs arbres. Sur les enveloppes des labours sont prévues des nervures radiales 116 dont le diamètre va en croissant du milieu des tambours vers leurs faces frontales. A la périphérie,des nervures celles-ci sont pourvues, comme cela résulte particulièrement de la figure 16, d'un profil en dents de scie 120.
Les cylindres de guidage représentés à la figure 17 sont réali- sés de même manière que les cylindres d'avancement. Ils comprennent un moyeu tubulaire 120 avec des nervures radiales 116 dont les diamètres vont en augmentant de l'intérieur vers l'extérieur. Dans ces cylindres de gui- dage, les nervures sont lissés à la périphérie, car elles ont seulement pour rôle de guider les troncs d'arbre au cours de leur avancement.
L'invention n'est naturellement pas limitée aux formes de réa- lisation représentées, mais elle peut donner lieu à des variantes de bien des manières différentes tout en restant dans le cadre de l'invention. Ain- si par exemple, comme dit plus haut, quelques uns des pistons déplaçables radialement peuvent porter un certain genre d'outils d'écorçage, tandis que d'autres pistons peuvent porter des outils d'écorçage d'un autre genre.
Les autres avantages qu'offre le dispositif avec double série de cylindres sont entre autres
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Lorsque deux séries de cylindres sont équipés d'outils d'écor- gage à frottement et que le pas, c'est-à-dîre la quantité dont avance le tronc d'arbre pour un tour du tambour, est à peu près égal à la largeur de l'outil d'écorçage à la pointe, perpendiculairement à la direction du filet, multiplié par le nombre des outils d'une série, la série antérieure assure un écorçage grossier et la série postérieure un fin nettoyage qui ne laisse pratiquement pas de fibres de liber à la surface du tronc d'ar- bre, tandis qu'au contraire le bois reste intact. Même l'écorce autour de gros ou de petits noeuds, et l'écorce d'inégalités de la surface, peuvent être très efficacement enlevées.
Ce qui a été dit ci-avant est valable pour du bois non écorcé, gelé ou non, en pin, sapin et bouleau.
Lorsque, dans une machine pourvue d'une double série d'outils d'écorçage par frottement, on fait le pas égal à peu près à la largeur to- tale des deux séries d'outils-et qu'en même temps on prenne soin que le dé- calage axial entre les plans des deux séries d'outils soit assez grand pour que les outils de la série postérieure raclent directement dans les tra- jets hélicoïdaux laissés par les outils de la première série, on peut, pour un même nombre de tours du tambour, doubler la vitesse d'avancement par exemple, de 15 à 30 mètres par minute, ou davantage. Dans l'écorçage par frottement de la manière décrite,la série d'outils de devant décapera à peu près toute l'enveloppe d'écorce tandis que la série postérieure ser- vira au nettoyage.
Dans l'écorçage par pelage suivant ce modèle, au contrai- re, les deux séries d'outils ont la même'utilité, puisque la série posté- rieure pèle de la spirale un copeau plus ou moins dépendant que la série d'outils antérieure a laissé de côté par suite du grand pas.
L'amenée d'air comprimé peut d'ailleurs être effectuée d'autre manière que celle qui a été décrite. Au lieu de disposer les cylindres per- pendiculairement à l'axe de rotation, on peut disposer ceux-ci aussi sous l'angle désiré par rapport à la surface de l'objet à écorcer.
L'invention n'est pas limitée, bien entendu, aux formes de réa- lisation qui viennent d'être décrites et représentées, d'outils d'écorçage et de nettoyage par meulage, mais peut être modifiée de diverses façons dans le cadre de l'invention. Au lieu d'air comprimé de ressorts et de contre-poids, on peut employer aussi des outils actionnables par voie hy- draulique-pneumatique .
REVENDICATIONS.
1. Dispositif d'écorçage de troncs d'arbres et analogues avec des outils d'écorgage réglables en direction radiale tournant tout autour de la périphérie du-tronc d'arbre à travailler, caractérisé en ce que les outils d'écorçage sont commandés élastiquement et comprennent chacun une partie limitant son réglage axial et en même temps une partie terminale ser- vant comme organe tâteur et écorceur par effet de cisaillement.