CA2560087A1 - Machine a fendre en buches des troncons allonges de bois - Google Patents

Abstract

L~invention concerne une machine à fendre des tronçons allonges de bois, notamment en bûches de bois de feu, permettant d'optimiser et d'automatiser le fendage du bois pour obtenir des pièces de bois de section prédéterminée pouvant être modifiée rapidement et facilement en fonction des besoins. La machine (10) comporte un bâti (20), des couteaux fixes (40) montés sur ce bâti et disposés sensiblement perpendiculairement à l'axe du tronçon de bois à fendre, un berceau de support (21) pour le tronçon de bois et un dispositif de poussée (30) agencé pour pousser ce tronçon allongé de bois sensiblement axialement contre les couteaux. Elle comporte également un tambour (50) rotatif autour d'un axe (51) sensiblement parallèle à l'axe du tronçon de bois à fendre. Les couteaux (40) sont montés sur le tambour rotatif et sont disposés de manière à délimiter des zones de fendage distinctes qui correspondent is chacune à un nombre et/ou à une géométrie différente de la section des bûches de bois de feu obtenues lors du fendage.

Description

2 PCT/CH2005/000178 MACHINE A FENDRE EN BUCHES DES TRONÇONS ALLONGES DE BOIS
Domaine techniaue La présente invention concerne une machine à fendre en bûches de bois de s feu un tronçon allongé de bois de forme et de dimensions quelconques, cette machine comportant un bâti, des couteaux montés sur ce bâti et disposés sensiblement perpendiculairement à l'axe du tronçon de bois à fendre, un élément de guidage pour ledit tronçon de bois et un dispositif de poussée agencé pour pousser le tronçon allongé de bois sensiblement axialement io contre lesdits couteaux montés sur un tambour circulaire, rotatif autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de l'élément de guidage.
Techniaue antérieure Pour de nombreuses utilisations du bois, par exemple la fabrication de douves ls de tonneaux, de manches d'outils à main, et en particulier pour la production de bois de chauffage pour les cheminées ouvertes ou les cassettes, il est nécessaire ou habituel de préparer les pièces de bois par fendage et non par sciage. Le sciage a pour effet de couper la fibre du bois alors que le fendage suit la veine du bois, ce qui permet à l'objet réalisé de présenter une meilleure 2o résistance aux contraintes et notamment à la flexion et à la torsion.
On connaît déjà des machines à ~ fendre du bois comportant un couteau unique destiné à faire éclater un tronçon de bois de feu selon la direction des fibres de ce tronçon. La plupart de ces machines ne permettent de fendre le 2s bois que suivant un seul plan d'ouverture, à chaque opération. Pour obtenir des morceaux de bois de plus faible section à partir d'un tronçon de plus grand gabarit, celui-ci doit être repris plusieurs fois sur la machine.
L'opération est longue, fastidieuse et peu précise. Elle ne permet pas d'obtenir des pièces de bois fendu ayant des sections plus ou moins 3o similaires. La plupart des machines actuelles ne permet pas de fendre, en une seule passe, un tronçon de bois de relativement grosse section pour réaliser des pièces de bois de feu fendu de section approximativement similaire.
Le brevet canadien CA 1 097 193 et la publication européenne EP 0 334 741 s décrivent des machines à fendre et à couper des morceaux de bois de section rectangulaire ou carrée, couramment appelés carrelets, grâce à une grille rigide de couteaux fixes montés dans un cadre selon deux directions perpendiculaires. Le but de ces machines est de réaliser des morceaux de bois de section régulière ayant des faces planes, pour pouvoir être assemblés io et collés afin de constituer des panneaux du type dit lamellé collé, comme le montre le brevet canadien.
On connaît également par la publication française FR 2 841 173 un dispositif de fendage de bois permettant d'obtenir une bonne qualité du fini des is morceaux obtenus. A cet effet, ce dispositif comporte des moyens de guidage des tronçons associés à des moyens de poussée contre des filières à une ou plusieurs lames suivant le nombre de morceaux désirés. Ces filières sont ménagées sur un disque rotatif pour amener la filière à utiliser en correspondance avec le tronçon à fendre. Ce dispositif est prévu pour le 2o fendage de tronçons de bois de faible section pour obtenir des produits finis tels que des piquets de clôture ou des bardeaux de toits. II n'est absolument pas utilisable pour le fendage de gros troncs dans le but d'obtenir du bois de feu sous la forme de bûches.
2s Exposé de l'invention Le bois de feu est traditionnellement présenté sous la forme de bûches irrégulières obtenues par fendage de tronçons de bois de longueur prédéterminée, ce fendage étant fait selon la direction des fibres qui est rarement rectiligne pour certaines essences de bois, en particulier les tronçons so provenant d'arbres feuillus.

3 Le but de la présente invention est de fournir un équipement permettant d'optimiser et d'automatiser la préparation de bûches de bois de feu par fendage pour obtenir des pièces de section plus ou moins prédéterminée, les dimensions et la forme géométrique de cette section pouvant être modifiées s quasi automatiquement en fonction des besoins.
Ce but est atteint par la machine selon l'invention telle que définie en préambule et caractérisée en ce en ce que les couteaux sont des lames planes disposées selon des plans sensiblement parallèles à l'axe de l'élément io de guidage, en ce que ces lames sont montées par groupes de lames, chaque groupe de lames étant composé d'un ensemble de lames divergeant à partir d'un point central, et en ce que ces lames sont solidaires les unes des autres et du tambour circulaire de manière à délimiter tout l'espace intérieur dudit tambour en zones de fendage distinctes correspondant respectivement is à un desdits groupes de lames et à un nombre déterminé de bûches de bois de feu obtenues lors du fendage selon le groupe de lames utilisé.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit élément de guidage pour ledit tronçon de bois est équipé d'un berceau de support réglable en position.
De manière particulièrement avantageuse, le berceau de support et le tambour rotatif portant lesdites lames sont réglables en hauteur l'un par rapport à
l'autre.
Selon un mode de construction avantageux, ledit tambour rotatif comporte un 2s support périphérique annulaire desdites lames portant une denture agencée pour être en prise avec un pignon d'entraînement entraîné en rotation par un moteur électrique ou hydraulique.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit tambour est rotatif par rapport au 3o bâti de la machine.
De façon avantageuse, parmi les couteaux certains sont radiaux.

4 Selon un mode de réalisation préféré, ledit tambour délimite au moins une zone de fendage du tronçon de bois en deux bûches, au moins une zone de fendage du tronçon de bois en quatre bûches, au moins une zone de fendage s du tronçon de bois en six bûches, au moins une zone de fendage du tronçon de bois en huit bûches et au moins une zone de fendage du tronçon de bois en seize bûches.
Le dispositif de poussée comporte avantageusement une plaque de poussée io qui est solidaire de la tête d'une tige d'un vérin hydraulique de poussée.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la plaque de poussée est réalisée en deux éléments coulissant verticalement l'un par rapport à l'autre.
ls Selon une variante de réalisation, le dispositif de poussée peut comporter une première plaque de poussée solidaire d'un premier vérin hydraulique de poussée et une seconde plaque de poussée solidaire d'un second vérin hydraulique de poussée, ladite première plaque de poussée ayant des ouvertures permettant le passage de barres et/ou tiges solidaires de ladite 2o seconde plaque de poussée.
Ladite première plaque de poussée et ladite seconde plaque de poussée sont de préférence agencées pour se déplacer simultanément jusqu'à ce que la pièce de bois à fendre soit poussée à travers les couteaux et ladite seconde 2s plaque de poussée est de préférence agencée pour se déplacer seule avec lesdites barres et/ou tiges en fin de parcours pour pousser tes éventuels morceaux de bois coincés hors de l'espace des couteaux.
Description sommaire des dessins 3o La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description détaillée d'une forme de réalisation préférée et en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective de la machine selon l'invention, la figure 2 représente une vue en élévation de la machine, s la figure 3 représente une vue en plan des couteaux de la machine selon l'invention de la figure 1, la figure 4 représente une vue en perspective des couteaux de la machine, en lo mode de fonctionnement pour le fendage d'un tronçon allongé de bois en bûches de longueur prédéterminée, la figure 5 représente une vue en perspective d'une variante de réalisation de la machine selon l'invention, dans une première position de fonctionnement, et is la figure 6 représente une vue en perspective de la variante de réalisation selon la figure 5, dans une seconde position de fonctionnement.
Manières) de réaliser l'invention 2o En référence à la figure 1, la machine 10 à fendre des tronçons allongés de bois selon l'invention comprend un bâti 20 sur lequel est monté un dispositif de poussée 30 et un ensemble de couteaux fixes 40 montés sur un tambour rotatif 50. Le dispositif de poussée 30 est agencé pour pousser un tronçon de bois (non représenté sur cette figure) sensiblement axialement contre le tranchant 2s des couteaux 40 pour fendre ledit tronçon en bûches de bois de feu de section et de géométrie prédéterminées.
Le bâti 20 est agencé pour supporter, d'une part, un berceau de support 21 du tronçon de bois comportant un élément de guidage 9 qui, dans l'exemple so représenté, se présente sous la forme d'une gouttière constituée de deux plaques latérales allongées 22 formant un angle aigu entre elles et, d'autre part, le tambour 50 sur lequel sont montés les couteaux 40. Les deux plaques 22 sont solidaires de deux longerons 23 rendus respectivement solidaires du bâti au moyen de ressorts à lames 24 et peuvent être écartées l'une par rapport à
l'autre de manière à ouvrir l'angle de la gouttière et permettre l'augmentation du diamètre du tronçon de bois lors du fendage. D'autres formes de réalisations s sont envisageables, notamment un support constitué de plusieurs lames parallèles disposées verticalement et montées sur un dispositif élévateur qui assure l'ajustement en hauteur du tronçon de bois à fendre, ou un ensemble monobloc réglable en hauteur.
lo Les couteaux 40 se présentent sous la forme de lames planes disposées selon des plans sensiblement parallèles à l'axe de l'élément de guidage 9. Ces lames sont montées par groupes de lames, chaque groupe de lames étant composé
d'un ensemble variable en quantité de lames divergeant à partir d'un point central, respectivement 41 a, 41 b, 41 c et 41 d. Ces lames sont solidaires les is unes des autres et du tambour circulaire 50 et délimitent tout l'espace intérieur dudit tambour en zones de fendage distinctes. Ces zones de fendage correspondent respectivement à un desdits groupes de lames et à un nombre déterminé de bûches de bois de feu obtenues lors du fendage selon le groupe de lames utilisé.
Le dispositif de poussée 30 comporte, dans l'exemple représenté, une plaque de poussée 31 qui est solidaire de la tête d'une tige d'un vérin hydraulique de poussée 32. La plaque de poussée 31 a pour fonction de prendre appui sur l'extrémité distale d'un tronçon allongé de bois de feu à fendre pour pousser ce 2s dernier contre le tranchant des couteaux 40. Ce dispositif de poussée pourrait bien entendu être construit différemment. La plaque de poussée pourrait être réalisée en deux éléments coulissant verticalement l'un par rapport à l'autre pour être constamment en appui optimal sur l'extrémité distale du tronçon de bois quelle que soit la hauteur de l'élément de guidage. En effet, dans la so réalisation prévue, le vérin hydraulique de poussée 32 est fixe en position et l'élément de guidage est ajustable en hauteur. En conséquence, l'appui optimal mentionné s'obtient lorsque la poussée exercée par la tige du vérin se transmet intégralement sur le tronçon de bois à fendre sans engendrer une déformation de la plaque de poussée 31.
Le bâti 20 comporte un support vertical frontal 25 (voir figure 2) et un support s vertical arrière 26 (voir figure 1) ainsi que des traverses horizontales 27 et 28 qui relient les deux supports verticaux. Ce bâti porte notamment le vérin hydraulique de poussée 32 par l'intermédiaire de deux montants 22b solidaires des supports verticaux frontal 25 et arrière 26 et de deux profils plats verticaux 29a. Le tambour 50 est rotatif par rapport au bâti 20 et ledit bâti porte l'axe de lo rotation 51 du tambour 50 sur lequel sont montés les couteaux 40. Dans une autre variante de réalisation, le tambour peut être rotatif par rapport au bâti par l'intermédiaire de plusieurs galets de maintien. Le tambour 50 est constitué
d'un cercle périphérique annulaire 52 qui est pourvu d'une denture 53 agencée pour être en prise avec un pignon d'entraînement 54 qui est entraîné en rotation par ls un moteur électrique ou hydraulique 55. Cette denture peut être soit réalisée dans le cercle périphérique soit rapportée et se présenter sous la forme d'une chaîne ou d'une crémaillère. Le bâti porte également deux supports 60 destinés à recevoir un rouleau (non représenté) dont la fonction est de coopérer avec un dispositif d'amenée automatique des tronçons de bois à fendre et de permettre 20 leur mise en place sur l'élément de guidage destiné à les recevoir.
Les couteaux 40 montés à l'intérieur du cercle 52 définissent des zones de fendage qui se différencient par le nombre de bûches pouvant être obtenues en un seul passage du tronçon de bois à fendre et par la géométrie de leur 2s section. Selon le diamètre dudit tronçon, l'opérateur peut sélectionner la zone de fendage par une simple rotation du tambour 50 de manière à amener la zone sélectionnée en face du tronçon de bois porté le berceau de support 21.
Les zones sont par exemple définies comme suit: la zone S2 qui permet de fendre un tronçon de bois de feu en deux bûches, la zone S4 qui la fend en 3o quatre bûches, la zone S6 qui la fend en six bûches, la zone S8 qui la fend en huit bûches et la zone S16 qui la fend en seize bûches.

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Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 3, ces zones sont traversées par quatre couteaux radiaux 40a, 40b, 40c et 40d correspondant à des rayons du cercle 52 et fixés, d'une part, au centre 51 du cercle et à l'intérieur de ce dernier et, d'autre part, par un certain nombre de couteaux fixes et mobiles.
La s zone S2 est traversée uniquement par le couteau 40c. La zone S4 est traversée par le couteau 40c et par un couteau 40e qui est perpendiculaire au couteau 40c au centre de cette zone. La zone S6 est définie par un faisceau de trois couteaux fixes, dont le couteau 40d et deux autres couteaux 43 et 44 qui se coupent au centre de cette zone. La zone S8 est définie par un faisceau de io quatre couteaux fixes, dont le couteau 40b et trois autres couteaux 45, 46 et 47 qui se coupent au centre de cette zone. La zone S16 est définie par un faisceau de quatre couteaux fixes, dont les couteaux 40a, 44 et 45 ainsi qu'un autre couteau 48 qui se coupent au centre de cette zone et par un ensemble de huit couteaux 49, pouvant pivoter selon un axe parallèle à leur tranchant qui is sont disposés selon un octogone régulier. Les couteaux 49 sont mobiles afin d'éviter le coincement des bûches si la veine du bois est irrégulière, torsadée ou vrillée II est bien évident que le nombre de fendages par zone de fendage peut être 2o modifié suivant la disposition et le nombre de couteaux.
D'autres géométries sont envisageables en fonction du positionnement des couteaux, mais le principe du tambour avec différentes zones de fendage est appliqué dans tous les cas de figures. II permet de passer rapidement, par une 2s simple rotation du tambour et un ajustage manuel ou automatique de ia hauteur de (élément de guidage, d'une configuration des couteaux de fendage à une autre tout en respectant le centrage du fendage quel que soit le diamètre du tronçon à fendre.
so La figure 4 représente une vue arrière du tambour en phase d'utilisation pour le fendage d'un tronçon de bois de feu 100. La zone sélectionnëe est fa zone S16 qui fend le bois en seize bûches 101 au moyen des couteaux fixes et des couteaux pivotants qui définissent cette zone. Les couteaux pivotants peuvent modifier leur position en fonction des contraintes exercées lors du fendage, ces contraintes étant liées à la structure du bois et en particulier à
l'orientation et l'enchevêtrement des veines de ce bois.
s La machine selon l'invention peut être utilisée dans toutes les positions ce qui permet de faire le fendage verticalement ou suivant n'importe quelle inclinaison.
Un des problèmes qui peut se poser est celui du blocage des bûches entre les lo lames des couteaux, selon le bois qui est fendu. Certains types de bois, comme le chêne par exemple, peuvent être très noueux et se fendent de façon irrégulière. Dans ce cas, il peut arriver que des morceaux de bois se coincent entre les lames des couteaux 40 montés dans le tambour 50. Afin d'éviter ces désagréments, la variante de réalisation illustrée par les figures 5 et 6 comporte is~ des composants supplémentaires qui garantissent un fonctionnement impeccable sans aucun risque de coincement de morceaux de bois noueux entre les couteaux. Seuls les composants nouveaux par rapport à la réalisation décrite ci-dessus portent des références différentes. Les autres composants identiques à ceux décrits en liaison avec les figures précédentes conservent les 2o mêmes numéros de référence.
Dans cette réalisation, le berceau de support 21, qui comportait un élément de guidage sous la forme d'une gouttière constituée de deux plaques latérales allongées 22 formant un angle aigu entre elles, est remplacé par un certain 2s nombre d'éléments plats 110 parallèles entre eux et dressés verticalement, décalés en hauteur de manière à conserver cette fonction de gouttière de guidage à flancs inclinés dans laquelle la pièce de bois à fendre glisse en direction des couteaux 40 lorsqu'elle est poussée par le dispositif de poussée 30. Dans cette variante, le dispositif de poussée 30 comporte une première so plaque de poussée 111 solidaire du piston du vérin hydraulique de poussée et qui présente une série de fentes 112 traversées par les éléments plats 110 qui forment ladite gouttière de guidage. La machine comporte en outre une série d'ouverture 113 dont la fonction sera décrite ci-après. Le dispositif de poussée 30 comporte par ailleurs une seconde plaque de poussée 114 solidaire d'au moins un second piston du vérin hydraulique de poussée schématiquement désigné par la flèche 115 et qui porte un ensemble de barres s et/ou de tiges 116 (voir figure 6) qui sont agencées pour traverser les ouvertures 113. II s'agit en fait de poussoirs qui extraient les morceaux de bois qui restent éventuellement coincés entre les couteaux 40 après la fente d'un bloc de bois en bûches sous l'effet de la poussée par la première plaque de poussée 111.
lo En fonctionnement, une pièce de bois 100 (voir figure 4) est disposée sur la gouttière de guidage puis elfe est poussée contre les couteaux 40 par la première plaque de poussée 111 actionnée par le piston du vérin hydraulique de poussée 32. Ce vérin déplace la première plaque de poussée 111 jusqu'à
ls proximité immédiate des lames de couteaux 40. La seconde plaque de poussée 114, qui est décalée axialement par rapport à la première plaque de poussée 111, se déplace simultanément. Lorsque fa première plaque de poussée 111 arrive à proximité des couteaux, elfe est arrêtée, mais la seconde plaque de poussée 114 continue à avancer, mue par son ou ses propres vérins 2o de poussée. Les barres ei/ou tiges 116 traversent alors les ouvertures correspondantes 113 et s'engagent dans les espaces séparant les couteaux de manière à refouler les morceaux de bois qui se sont éventuellement coincés entre ces couteaux. Ce système à double poussoir peut s'appliquer sur n'importe quel type de fendeuse, celles qui ont des couteaux parallèles, celles 2s qui ont des couteaux croisés et celles qui ont des jeux de couteaux mobiles sur un tambour rotatif, comme la machine illustrée par les figures susmentionnées.
Dans toutes les variantes illustrées, le berceau de support 21 peut être mobile verticalement par rapport à son support constitué par le bâti 20. Cette mobilité
3o peut être obtenue par des moyens manuels ou mécaniques. Elle permet de faciliter le positionnement de la pièce de bois à fendre par rapport aux couteaux 40. Ces derniers peuvent être déplacés par rotation du tambour 50. Selon les dimensions de cette pièce de bois et le nombre ou les dimensions des bûches que l'on souhaite obtenir, le déplacement complémentaire du berceau de support 21 constitue un avantage supplémentaire qui augmente le nombre des possibilités.

Claims (15)

Revendications

1. Machine à fendre en bûches de bois de feu un tronçon allongé de bois de forme et de dimensions quelconques, cette machine comportant un bâti (20), des couteaux (40) montés sur ce bâti (20) et disposés sensiblement perpendiculairement à l'axe du tronçon de bois à fendre, un élément de guidage pour ledit tronçon de bois et un dispositif de poussée (30) agencé
pour pousser le tronçon allongé de bois sensiblement axialement contre lesdits couteaux montés sur un tambour circulaire (50), rotatif autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de l'élément de guidage, cette machine étant caractérisée en ce que les couteaux (40) sont des lames planes disposées selon des plans sensiblement parallèles à l'axe de l'élément de guidage (9), en ce que ces lames sont montées par groupes de lames, chaque groupe de lames étant composé d'un ensemble de lames divergeant à partir d'un point central (41a, 41b, 41c, 41d), et en ce que ces lames sont solidaires les unes des autres et du tambour circulaire (50) de manière à délimiter tout l'espace intérieur dudit tambour en zones de fendage distinctes correspondant respectivement à un desdits groupes de lames et à un nombre déterminé de bûches de bois de feu obtenues lors du fendage selon le groupe de lames utilisé.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément de guidage (9) pour ledit tronçon de bois est équipé d'un berceau de support (21) réglable en position.

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le berceau de support (21) et le tambour rotatif (50) portant lesdites lames sont réglables en hauteur l'un par rapport à l'autre.

4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour rotatif (50) comporte un support périphérique annulaire (52) desdites lames portant une denture (53) agencée pour être en prise avec un pignon d'entraînement (54) entraîné en rotation par un moteur électrique ou hydraulique (55).

5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) est rotatif par rapport au bâti (20) de la machine.

6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que parmi lesdits couteaux certains (40a, 40b, 40c, 40d) sont radiaux.

7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) délimite au moins une zone de fendage (S2) du tronçon de bois en deux bûches.

8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) délimite au moins une zone de fendage (S4) du tronçon de bois en quatre bûches.

9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) délimite au moins une zone de fendage (S6) du tronçon de bois en six bûches.

10. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) délimite au moins une zone de fendage (S8) du tronçon de bois en huit bûches.

11. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tambour (50) délimite au moins une zone de fendage (S16) du tronçon de bois (100 en seize bûches (101).

12. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de poussée (30) comporte une plaque de poussée (31) qui est solidaire de la tête d'une tige d'un vérin hydraulique de poussée (32).

13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la plaque de poussée (31) est réalisée en deux éléments coulissant verticalement l'un par rapport à l'autre.

14. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de poussée (30) comporte une première plaque de poussée (111) solidaire d'un premier vérin hydraulique de poussée et une seconde plaque de poussée (114) solidaire d'un second vérin hydraulique de poussée, ladite première plaque de poussée (111 ) ayant des ouvertures (113) permettant le passage de barres et/ou tiges (116) solidaires de ladite seconde plaque de poussée (114).

15. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première plaque de poussée (111) et ladite seconde plaque de poussée (114) sont agencées pour se déplacer simultanément jusqu'à ce que la pièce de bois à fendre soit poussée à travers les couteaux (40), et en ce que ladite seconde plaque de poussée (114) est agencée pour se déplacer seule avec lesdites barres et/ou tiges (116) en fin de parcours pour pousser les éventuels morceaux de bois coincés hors de l'espace des couteaux (40).