CA1041404A

CA1041404A - Machine d'abattage et de faconnage d'arbres

Info

Publication number: CA1041404A
Application number: CA251,267A
Authority: CA
Inventors: Jean Loigerot
Original assignee: Association Pour La Rationalisation And La Mecanisation De L'exploitatio N Forestiere (armef)
Current assignee: Association Pour La Rationalisation And La Mecanisation De L'exploitatio N Forestiere (armef)
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1978-10-31
Also published as: SE7604825L; FI761165A; DE2618717A1; US4081007A

Abstract

Machine d'abattage et de façonnage d'arbres pour abattre, ébrancher, et tronçonner les arbres. Elle est composée d'un ensemble support et d'un équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, adaptables sur un engin auto-moteur. L'équipement abatteur ébrancheur tronçonneur est constitué d'un bâti mobile supportant les organes d'abattage-tronçonnage et d'ébranchage. La machine est caractérisée en ce que lesdits organes sont sensiblement calés sur le même axe, l'organe d'ébranchage comportant deux couteaux enserrant l'arbre et deux rouleaux à picots dont les positionnements sont réglables au moyen de vérins, et en ce que l'axe suivant lequel le tronc est tiré entre les rouleaux coïncide avec l'axe du tronc entre les couteaux.

Description

1~4~4~
La présente inYention concerne une machine d'abattage et de façonnage d'arbres.
Plus particuliarement, cette machine se monte sur un engin auto-moteur, tel qu'un tracteur, et permet d'effectuer, sans interruption ni reprise, les opérations d'abattage, dlébranchage , et de tronçonnage d'un arbre.
~ Les equipements actuellement connus n'intègrent pas ces -~ differentes operations; on connaît cependant des equipements d'~-~ branchage comportant un bâti sur lequel sont montés des rouleaux ~j , : . .
d'entraînement à generatrices droites ou helicoidales et des cou- ;
:! teaux fixes et mobiles. Les couteaux mobiles agissent d'un seul et même côté, pour enserrer l'arbre contre le bâti et les cou-teaux fixes.
L'axe de défilement de l'arbre dans l'ebranleur est - defini par la génératrice qui est en contact avec le bâti et les couteaux fixes.

L'application de l'arbre sur le support et les couteaux ~ .
fixes cree des efforts résistants qu'il faut vaincre. D'autre - part, si l'arbre est mal conformé, les couteaux fixes ne peuvent suivre la courbure de l'arbre.
De même, les couteaux fixes et mobiles ont géneralement " ~ .
des formes cylindriques definies par la circonference de l'arbre de diametre maximal admissible dans l'ébrancheur.
, . . ...
Au cours de l'ébranchage, la circonférence de l'arbre , :., :, variant avec sa décroissance, les couteaux laissent des espaces ~;
libres et, par voie de conséquence, arasent insuffisamment le ' tronc.
-~ On connaît également des sécateurs permettant d'effec-tuer des coupes de tiges et troncs: cependant la plupart des ~30 s~cateurs existants comportent un châssis sur lequel sont articu- -~ 18es des lames coupantes. Celles-ci sont actionnées par des `~ ~ ; vérins fixes au châssis.
~'~q ' -1 ~ '":

.
~i , ~. ,:

104~4Q~
En raison des efforts importants ~ui sont a transmettre sur les lames, les vérins doivent développer de très gros efforts et leur point d'application ainsi que le châssis doivent être largement dimensionnes et tres résistants.

.
-~ La présente invention a, d'une part, pour but de-remédier aux inconvénients observes sur les équipements connus et, d'autre part, se propose de créer une machine susceptible d'effec-tuer l'ensemble des opérations sans nécessiter de reprises des - troncs, donc en assurant une économie appréciable de main-d'oeuvre.
A cet effet, l'invention concerne une machine d'a-battage et de fac,onnage d'arbres constituée d'un ensemble support ~3 et d'un ensemble d'abattage et de fac,onnage adaptables sur un engin auto-moteur, l'ensemble de façonnage comprenant un bâti mobile supportant des organes aptes a abattre et a fa~onner llar-bre, les organes de façonnage comportant au moins deux rouleaux bi-coniques pour faire avancer l'arbre entre des couteaux d'é-branchage ainsi qu'au moins quatre de ces couteaux d'ébranchage articulés de fac,on a-pouvoir enserrer le tronc de l'arbre, les-dits rouleaux et couteaux étant disposés de telle fac,on que l'axe . .
suivant le~uel le tronc d'arbre avance entre les rouleaux coincide avec l'axe du tronc entre les couteaux. La machine de l'inven-tion se caractérise par la combinaison suivante: un sécateur constitué de deux lames coupantes articulées autour d'un axe com-mun; deux vérins et bielles articulés respectivement sur les lames coupantes, les tiges de chacun des deux vérins actionnant une bielle correspondante; et deux galets dont un sur chaque lame pour l'enroulement d'une chaîne dont les extrémités sont fixées chacune sur un galet des lames, l'articulation des bielles ;au moyen des v~rins amenant l'enroulement de la chaîne autour des ;

rouleaux permettant ainsi la fermeture des lames coupantes. La combinaison comporte aussi un autre vérin dont les constituants ~ .
sont fixés respectivement aux deux lames pour en assurer l'écarte-I ~ - 2 -~, ' :
` 1()41~(~4 ment lorsque le verin s'allonge.
Selon une realisation particulière de l'invention, l'en-. semble d'aba-ttage et de façonnage est monte sur une glissière . latera~e qui en permet la translation d'un côté à l'autre de l'engin auto-moteur.
Selon une autre realisation, les rouleaux sont munis, le long de leur surface externe, de picots de hauteurs variables.
~- Ainsi, les différents organes se trouvent regroupés : sur la même machine et permettent, après une premiere prise du tronc au moment de sa coupe, d'effectuer, à la suite, les opéra-tions d'ébranchage et de tronçonnage. De plus, la constitution de l'ensemble support permet une adaptation facile de l'équipe-ment à l'arbre après un positionnement préliminaire du tracteur, grâce notamment au bâti articulé, au dispositif articule et à
la glissière latérale.
La machine peut être montée sur un support adaptable à un engin auto-moteur, ou portee de diverses façons sur un véhicule ou bien encore suspendue au bout d'une flèche.
La presente invention sera mieux comprise à la lecture de la description des figures ci-après, relatives à une réalisa-..tion particulière et dans lesquelles:
- la figure 1 montre la machine d'abattage et de fac~onnage des arbres, en élévation - la figure 2 eet une vue en plen de ~ , ....
.-' ~ .
~ 1.
~ .

, .

:. .

10414~9' IQ machine d'abattage et de façonnage de~ arbres - la figure 3 repre~ente une élévation de la même machine, en position d'ébranchage et de tronçonnage, - la figure 4 est une vue perspective de principe des organes d'ébranchage et de tronçonnage de l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, ~-- la figure 5 est une vue en plan du ,-sécateur, en position d'ouverture, - la figure 6 est une vue en plan du , 10 sécateur, en p~sition de fermeture, - la figure 7 est une vue en plan des couteaux d'ébranchage, - la figure 8 montre di~ers type~ de couteaux à profils de coupe à plusieurs arcs de cercle de rayons différents (8A et 8B~
~ - la figure 9 est une vue en plan de j positions différentes des couteaux d'ébranchage (cas de troncs d'arbres de diamètres différents, - les figures 10, 11 et 12 représentent divers montages possibles de I'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur, - 1A figure 13 représente un dispositif de mesure, - la figure 14 eqt une vue en coupe partielle de c8té d'un rouleau à picots.
Les figures 1, 2 et 3 montrent la machine d'abattage et de faconnage des arbres montée #ur un tracteur.
Selon ces figures, la machine 3 `comporte un ensemble support B sur le~uel se monte un équipement capable d'abattre, ébrancher et tronçonner un ~` arbre A et un dispositif J de mesure des longueura de découpe des arbres.
Ces opérations de préparation des bois ` 35 ~ont effectuées par la machine d~ l'ordre cité ; l'abattage I et le tronçonnage sont exécutés par le m8me outil de coupe l pouvant être un sécateur ou une #cie.
¦~ L'en#emble support et équipement est ici adapté sur un tracteurj mais il peut être monté sur d'autres véhicules.

~". ~.
~ . , : :i041~)4 L~ensemble support comprend essentiel-lement : un b~tl 1 ~rticulé la au tracteur T et inclinable en avant et arrière sous l'action d~un ou deux vérin~ 2, un dispo-sitif articulé d'avance ou de recul 3, une glissière latérale 4, 5 deux bras de relevage et basculement de l'arbre 5 entre lesquels ' est monté l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur 6.
; Le support assure les divers mouvements ' décrits ci-après ; le bâti 1 et les bras 5 permettent l~orien-tation de l~équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur~ Le , 10 dispositif articulé 3, par un mouvement d'avance ou de recul sert à introduire l'arbre à abattre dans l'équipement abatteur-ébrancheur~tronçonneur, lorsque le tracteur T est à l'arrêt. La 'i glissière latérale 4 assure la translation des deux bras 5 et de l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur 6 vers l'un ou 15 l'autre côté du tracteur. Les deux bras de relevage 5 commandent simultanement le relevage et basculement de l'arbre vers l'avant.
' Cette opération est plu9 clairement montrée à la figure 3. Les articulations 51 et 52 des bras 5 sont liées mécaniquement pour effectuer le renversement de l'ensemble 6 portant l'arbre A
20 pendant le levage de's bras 5, par action des vérins 7.
' L~équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur est décrit ci-après : les figures 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 en montrent différents or~anes.
Cet équipement comporte un organe 25 d'abattage d'un organe d'ébranchage monté sur le même b~ti, lui-m8me pris entre les bras 5 de l'ensemble support. Ces organes '' présentent sensiblement le m8~e axe afin que l'arbre puisse être traité de manière continue par chacun d'eux. ' ~''' Les organes d'abattage peuvent revêtir 30 diverses formes de réalisation telles que scie à cha~ne ou scie ~;
' circulaire : dans la descrip'tion ci-après, ce~ or'ganes sont constitués par des 9écateurs dont le mode de réalisation parti-culier permet de résoudre plus aisément le problème de coupe~ ' Le sécateur disposé à l~une de s'es extrémités du bâti de l~équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur comprend les éléments suivants : deux lames coupantes al et a2 i articulées en h, deux vérins cl et c2 dont les cQrps de vérins sont articulés sur les lames al et a2. Les tiges actionnent deux bielles dl et d2 articulées ~ur les lames en el et e2, ;~ 40 deux galets fl et f2 golidaires deg bielles dl et d2, enroulent ~ ~ ; ..
' ' ~ :.

! ~ ... ' . . . ' . ' . ' . ' . ' . . - : . ' ' . . ' . . : . ' ' .. : ' . . . . . . .. ' ' -~04~404 la cha~ne g lorsque les tiges de vérins commandent la rotation des bielles dl et d2.
La sortie complète des tiges de vérins al et a2 entraîne la rotation des galets fl et f2 qui enroulent la chalne pour fermer les lames coupante~.
Le profil des galets fl et f2 peut être circulaire ou en forme de came pour obtenir les efforts de coupe désirés, pendant le cycle de travail.
Un vérin h ou tout autre mécanisme permet l'ouverture des lames après la coupe.
L'organe d'ébranchage se trouve disposé sur le même axe que le sécateur abatteur-tronçonneur. Son rôle est, d'une part, d'assurer l'ébranchage et, d'autre part, de faire avancer l'arbre dans l'équipement pour permettre son ~ 15 tronçonnage. A cet effet, il est d'ailleurs souvent couplé à
:~ un dispositif de mesure de longueur qui sera plus précisément décrit ultérieurement.
L'ébrancheur représenté à la figure 4 se compose : d'un bati, en tôle mécano soudée, sur lequel sont montés, d'une part, des couteaux, d'autre part, des bras articulés porteurs de rouleaux. Les quatre couteaux 8 sont act'ionnés par des vérins et enserrent l'arbre de quatre c~tés diamétralement opposés deux à deux, sans l'appuyer sur le bati.
Les couteaux sont à double tranchant.
Leur forme (voir figures 8A et 8B) est donnée par la courbe tangente à plusieurs arcs de cercle de différents rayons permettant de couvrir les circonférences de l'arbre avec un minimum d'e~paces libre~. Alnsi obtient-on un meilleur arasa~e des troncs.
Le support porte des rouleaux 9 à
picot~ qui ont la forme d'un diabolo et dont l'écartement et le rapprochem$nt sont commandés par un vérin hydraulique. Les rouleaux 9~ mis en rotation dans les deux sens, entra~nent l'arbre à travers les couteaux 8 de l'ébrancheur.
L'arbre A est toujours centré dans le~ rouleaux 9 grace à leur forme de diabolo.
Grâce à ces dispositions, l'arbr`e n'est pas en appui sur le bâti pour limiter les efforts résis-tants,`mai~ il défile à travers l'ébrancheur, suivant l'axe du tronc~

, ~ ' ` , . .

.
- 1041~4 Le dispositif de me~ure des longueurs se monte sur l'équipement ~batteur-ébrancheur tronçonneur. Sa présence n'est, bien entendu, pas indispensable pour le fonction-nement du présent équipement, mais en améliore le résultat dans la mesure où il permet une découpe à longueurs égales des troncs Les figures 10, 11 et 12 représentent divers montages de l'équipement d'abattage-ébranchage-tronconnage dans lesquels l'engin auto-moteur est une grue.
La figure 10 représente une machine dan~
laquelle l'équipement ébrancheur-tronçonneur est monté sur la grue, l'équipement d'abattage étant monté à l'extrémité de la ~ flèche de la grue.
,~ ..
La figure 11 représente un autre mode `~
de réalisation dans lequel l'équipement abatteur-ébrancheur-.~1' 15 tronçonneur est monté sur la grue, la flèche de la grue étant munie d'un grappin pour la prise des troncs et leur amenée dans l'équipement.
La figure 12 représente un mode de réalisation dans lequel l'équipement abatteur-ébrancheur-tronçonneur est monté à l'extrémité de la flèche de l'engin ou à
l'extrémité d'un rotator ; l'énergie nécessaire au mouvement de l'équipement est fournie par l'engin, le positionnement de l'équipement-pour l'ébranchage et le tronçonnage étant assuré
par la flèche de la grue.
La figure 13 représente le détail du di~positif de mesure. Un moteur 20 commande une came 22 éventuel- ~`- ``
lement par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 21. La came 22 coopère avec le galet suiveur 27, porté par le levier 26 qui agit sur un premier interrupteur 28, placé dans le circuit éléctrique des électroaimants.
L~interrupteur 28 est fermé lorsque le levier 26 le libère et occupe la position représentée par la ligne d'axe 29. Par contre, l'interrupteur est ouvert lorsque le levier 26 occupe la position représentée en traits pleins. Le - 35 levier 26 est rappelé dans la position representée en traits pleins par le ressort de rappel 32.
Le levier 26 porte, à son extrémité
supérieurej un levier articulé 25 dont une partie est solidaire du levier 26,`1'autre portant un bouton 36 qui forme une manette.
0 L'articulation 31 du levier 25 ` ''~ ~ ~ ' ' ' -'' ' "''''.`

1~41~
comporte un ~econd interrupteur 33, également placé dans le circuit d'ali~nent~tion des électroaimants (non représentés).
Ce second interrupteur est en parallèle avec le premier inter-rupteur 28.
Le levier articulé 25 peut pivoter autour de son articulation pour venir dans la position repré-sentée par le trait d'axe 30 (flèche Q2). Par contre, l'articu-~ lation 31 ne permet pas de mouvements du levier 25 au-delà
;, d'une certaine position, par exemple celle représentée par la ,~ 10 butée 35.
Lorsque le levier 25 et son articu-~, lation 31 occupent la position représentée en traits pleins à la fi~ure 13, l'interrupteur est ouvert et cet interrupteur 33 ;i n'agit pas sur le circuit de commande électromagnétique. Par contre, lorsque le levier 25 est basculé dans la position 30, il ferme l'interrupteur 33 qui place alors le tiroir du distri-buteur en position de travail. Le levier 25 est rappelé dans la position alignée, représentée en traits pleins à la figure 13, p~r le ressort de rappel 34. ~~
De même, lorsque le levier 26 est basculé dans la position 29 (flèche P2), il ferme l'interrupteur 28 qui place alors le tiroir du distributeur en position de travail inverse.
Le disque à came 22, par exemple muni d'une ou plusieurs encoches 23, est relié au moteur de comptage 20 ou au réducteur 21 par l'intermédiaire d'un organe d'entra~-nement à friction permettant- le blocage en rotation de la came 22 par le galet 27 venant dans l'encoche 23, tout en permettant au moteur de comptage 20 et par suite au moteur d'entra~nement deg rouleaux à picots de poursuivre sa rotation.
Selon 1A figure 14, le rouleau à
picots 40 présente une forme biconique. I1 est également possible ` de prévoir d'autres formes pour les rouleaux, notamment des formes cylindriques ou de cônes en biais ou de diabolo. Ces rou-leaux comportent un alésage 4i permettant le montage des rouleaux ; ::
sur une machine d'abattage et de fa,çonnage d'arbres.
Il est à noter également que les picots 43, 44, 45 sont disposés sur le rouleau 40, de telle sorte que lorsqu'on se trouve en présence de deux rouleaux 40, placés en ~ 40 regard l~'un de l'autre, ces picots sont susceptibles de s'enche-- vêtrer les uns dans les autres. Cette disposition des picots sur les rouleaux permet un entra~nement et une prise en charge des ~` ~ 9 ~U41~
arbr~ ou t~oncs d'arbres très efficaces.
L~s picots 43, 44, 45 peuvent être r~alisés par moul~ge~ p~r exemple, lors de la réalisation en fonderie de~ rouleaux 40. Il est ég~lement possible de réaliser , .
les picot~ à part et de les souder sur le rouleau 40.
Des picots sont répartis sur toute la -surface extérieure du rouleau. Ces picots 42 ont des dimensions ;
~ différentes. Les picots 42, disposés à la périphérie et .:! au voisinage des extrémités du rouleau 40, sont de dimension assez grande permettant la prise en charge et l'entraînement d'arbres de grand diamètre, donc présentant une écorce relativement épaisse i, étant donné que cette épaisseur d'écorce est proportionnelle au diamètre de l'arbre. Les picots 44, disposés dans la partie médiane du rouleau, sont eux de dimension beaucoup plus faible, 15 ces picots servant à l'entraînement d'arbres dont le diamètre ``~
est relativement faible et qui, par conséquent, ont une écorce AUCOUp plu9 fine. `~
Les picots intermédiaires 45 sont de taille moyenne permettant l'entra~nement d'arbres de diamètrç
moyen. Il ressort de cette figure que les picots 43, 44, 45 sont de taille décroissante au fur et à mesure qu'ils sont disposés plu~ près du centre du rouleau 40.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et repré- `
senté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. `

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Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Machine d'abattage et de façonnage d'arbres cons-tituée d'un ensemble support et d'un ensemble d'abattage et de façonnage adaptables sur un engin auto-moteur, l'ensemble de façonnage comprenant un bâti mobile supportant des organes aptes à abattre et à façonner l'arbre, les organes de façonnage com-portant au moins deux rouleaux bi-coniques pour faire avancer l'arbre entre des couteaux d'ébranchage ainsi qu'au moins quatre couteaux d'ébranchage articules de façon à pouvoir enserrer le tronc de l'arbre; lesdits rouleaux et couteaux étant disposes de telle façon que l'axe suivant lequel le tronc d'arbre avance entre les rouleaux coincide avec l'axe du tronc entre les couteaux, cette machine étant caractérisée par la combinaison qui comprend:
un sécateur constitue de deux lames coupantes articulées autour d'un axe commun; de deux vérins et bielles articules res-pectivement sur les lames coupantes, les tiges de chacun des deux vérins actionnant une bielle correspondante; et de deux galets dont un sur chaque lame pour l'enroulement d'une chaîne dont les extrémités sont fixées chacune sur un galet des lames; l'articula-tion des bielles au moyen des vérins amenant l'enroulement de la chaîne autour des galets permettant ainsi la fermeture des lames coupantes; la combinaison comportant aussi un autre vérin dont les constituants sont fixés respectivement sur les deux lames pour en assurer l'écartement lorsque le vérin s'allonge.

2. Une machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble d'abattage et de façonnage est monté sur une glissière latérale pour translation d'un côté à l'autre de l'engin auto-moteur. 10

3. Une machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les rouleaux sont munis, le long de leur surface externe, de picots de hauteurs variables.