Appareil à écorcer les billes ou grumes de bois La présente invention se rapporte à un appareil à écorcer les billes ou grumes de bois comprenant plusieurs organes montés sur une bague, lesdits organes présentant des outils d'écorçage en contact avec une bille disposée dans ladite bague et desti nés à opérer l'enlèvement de l'écorce lors de la rotation de la bague par rapport à la bille.
On connait de nombreux types d'outils à écorcer utilisés commercialement et dans les années récen tes des spécialistes ont pensé améliorer le rende ment d'enlèvement de l'écorce de ces machines par une meilleure fixation des outils d'écorçage, c'est- à-dire en améliorant le système de l'appui de ceux- ci contre la pièce à travailler, en tenant compte des dimensions usuelles des grumes ou billes de bois, assez étendues.
Dans les différents dispositifs con nus construits à cet effet, les spécialistes avaient basé leurs dessins sur l'hypothèse que les outils devaient être poussés avec plus de force sur une grosse bille que sur une petite. Il semble que la rai son de cette façon de procéder soit due à ce que l'on admet que, pour une vitesse de rotation cons tante de l'anneau, on doit appliquer les outils avec une plus grande force de pression contre les billes d'un plus grand diamètre parce que la vitesse péri phérique des outils autour d'une bille de grande dimension est supérieure à la vitesse périphérique des outils autour d'une bille de plus petit diamètre.
En d'autres termes, on a jusqu'à présent admis comme évident que pour une vitesse donnée de l'anneau la force d'application des outils contre les billes doit varier en rapport direct avec le diamè tre de la bille soumise à l'opération d'écorçage. Il est bien connu que, dans les dispositifs d'écorçage de type connu, les outils, soit laissent subsister une partie de l'écorce sur les billes, soit mordent en dessous de la couche cambium en endommageant le bois proprement dit.
On a constaté, qu'au lieu de varier la force de serrage des outils, il y a intérêt à maintenir celle-ci sensiblement constante pour toutes les dimensions des billes, depuis environ 75 mm de diamètre jus qu'à approximativement 65 cm de diamètre.
Il a été prouvé, par l'expérience et la pratique réelle, que, en tenant compte de ces considérations l'écor- çage des grosses billes n'est pas sensiblement plus difficile à réaliser que l'écorçage d'une bille d'un diamètre inférieur, et que, au lieu d'un compromis entre appliquer moins de force pour les petites bil les et plus de force pour les grosses billes, l'appli cation d'une force constante et continue de serrage des outils permet un écorçage beaucoup- plus effi cace, sans risque d'endommagement du bois.
On a également constaté que si la force d'application totale convient, par exemple, à des billes. de 15 cm de diamètre, elle conviendra aussi bien pour des billes. de par exemple 60 cm de diamètre.
L'invention se propose, par conséquent, de réa liser un appareil d'écorçage à bague rotative dans lequel les outils se trouvent maintenus sur la pièce de travail correspondante par des forces sensible ment constantes et ce, dans toute l'étendue des dimensions des billes pour lesquelles l'appareil a été construit.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'in vention et une variante la fig. 1 est une vue en élévation, partiellement découpée, de ladite forme d'exécution de l'appareil à écorcer ; la fig. 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, prise suivant la ligne générale 2-2 de la fig. 1, représentant les outils appliqués sur leur pièce de travail au moyen d'un organe élastique à fonctionnement continu ; la fig. 3 est une vue en coupe de détail suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
la fig. 4 est üne vue en regardant du côté opposé de l'appareil relativement à celui représenté à la fig. 2, et représentant les contrepoids des outils ; la fig. 5 est une vue en coupe de détail, suivant la ligne générale 5-5 de la fig. 4, représentant l'un des galets de support de l'anneau rotatif ; la fig. 5a est une vue schématique représentant la variation du bras de levier effectif à travers lequel la force de serrage de l'outil est appliquée dans les différentes positions des outils ;
la fig. 6 est une vue correspondant de façon générale à celle de la fig. 2, à plus grande échelle, représentant une variante du dispositif de serrage de l'outil à l'aide de ressorts ; la fig. 7 est une vue de détail, à plus grande échelle, de l'un des dispositifs d'application à res sort et les différentes. connexions pour la transmis sion de la force correspondante aux outils, et la fig. 8 est une vue schématique représentant la façon de transmettre cette force aux outils d'écor- çage.
On se reportera tout d'abord aux fig. 1 à 5a, représentant un appareil d'écorçage à bague, en combinaison avec exclusivement un mécanisme d'alimentation des billes 10 et un mécanisme de sortie des billes. 11. L'appareil à écorcer pro prement dit étant indiqué par la référence globale D, fig. 1. Un moteur 12 (fia. 2) entraîne la bague de l'écorceur à l'aide d'un système qui sera décrit dans la suite tandis qu'un moteur 13 entraîne les dits mécanismes d'avancement et d'évacuation des billes 10 et 11.
En se reportant plus particulièrement aux fig. 2-3 et 4, on voit que l'appareil à écorcer D com prend une bague formée par une paire de plateaux espacés l'un de l'autre 14 montés sur des galets à gorges 16 prévus sur un bâti formé par des plaques 17 et 18 montées elles-mêmes dans un cadre vertical 19, qui les supporte. Le moteur 12 entraîne l'arbre intermédiaire 24 à l'aide d'une courroie trapézoï dale 26.
La bague et les plaques 17 et 18 sont montées à déplacement vertical dans le cadre-support 19, ce déplacement étant réalisé à l'aide d'un cylindre à fluide sous pression 27 monté sur une traverse 28. Un étrier 29 repose sur une tige de piston 31 du cylindre, reliée, à son tour, par des tiges 32, à l'en semble du mécanisme comprenant les plaques 17 18 et la bague de rotation. On peut ainsi adapter le mécanisme aux billes de différents diamètres, sans qu'on soit obligé de soulever ou abaisser les mécanismes d'avancement et de sortie 10 et 11.
Des outils d'écorçage 33 sont montés sur l'extré mité externe de bras 34 fixés sur des tiges indi quées en 36, ces tiges passant à travers les deux bagues 14 et étant destinées à tourner dans celles- ci sur des supports ou paliers appropriés indiqués en 37. Les, bras 34 présentent une inclinaison côté alimentation des grumes, de sorte que, à mesure qu'une bille s'approche de la bague, les bras s'écar tent vers l'extérieur pour recevoir la bille.
Un contrepoids 38 est monté sur chaque bras 34 en face du point de pivotement formé par la tige 36. Les contrepoids 38 sont calculés de façon à exercer une force sur les bras 34 et de là sur les outils 33 annulant ainsi la variation de pression de travail des outils 33 due au rapport force cen- trifuge-poids des bras 34 et outils 33à mesure de la rotation de la bague. Des butées 39 sont prévues sur lesquelles viennent s'appliquer les extrémités externes des bras porte-contrepoids, afin de limiter ainsi le mouvement vers l'intérieur des bras.
A l'extrémité opposée de chaque tige 36, c'est- à-dire côté alimentation de la machine, se trouve fixé un bras 41. Ces bras 41 portent des galets ou rouleaux 42 à leurs extrémités externes, montés sur des paliers appropriés, fixés de leur côté sur des axes 43 aux extrémités externes des bras. Un organe élastique sans fin 44 est tendu sur les galets 42 des extrémités des bras 41. Cet organe 44 pour rait être, par exemple, une longueur sans fin du type sandow ou câble de choc, utilisé comme câble d'absorption de choc dans les dispositifs d'atterrissage des avions.
Ce câble est généralement constitué par plusieurs cordes en caoutchouc et qui, étant tendues, constituent un organe de tension très efficace et de longue durée.
Il y a lieu de noter, en particulier, que l'organe élastique 44 tourne avec les bras 41 et la bague, contrairement à l'organe dont les extrémités sont fixées au bâti fixe.
Il y a également lieu de noter que le rapport des bras 41 et des bras 34 des outils - lesquels sont tous deux fixés sur les tiges 36 - est tel que à mesure que le diamètre de la bille L augmente, l'action effective de levier exercé sur les bras 34. par l'organe tendeur 44 diminue.
Lorsque les différents éléments se trouvent dans la position indiquée par des traits pleins (fig. <I>5-a),</I> qui correspond à la position pour une bille de petites dimensions, le bras de levier effectif est indiqué par la ligne 46. On notera que la force de l'organe 44 est dirigée radialement vers l'intérieur dans toutes les positions des éléments. Lorsqu'une grosse bille Li se trouve dans l'appareil, les parties se. déplacent vers la position de la fig. 5a indiquée par des lignes en pointillé. Dans ce cas, le bras de levier effectif appliquant les outils contre la pièce à tra vailler est indiqué par la ligne 47.
On voit ainsi que, alors que la force totale de l'organe 44 augmente du fait que celui-ci se trouve plus tendu parl'insertion d'une grosse bille les longueurs des bras 34 et 41 sont proportionnés de telle sorte que la force opé rante des outils reste sensiblement la même, quel que soit le diamètre de la bille, de la plus petite jusqu'à la plus grande susceptible d'être reçue dans la machine On se reportera maintenant aux fig. 6-7 et 8, qui représentent une variante de réalisation du sys tème exerçant une force sur les bras 34 des outils. Dans ce cas, on a prévu, des consoles 48, une pour chaque bras,
sur le côté de l'une des plaques 14, et qui constituent des sièges pour des ressorts à boudin 49. Un arbre 51, passant à travers chaque ressort 49, a une extrémité filetée extérieurement 52, qui porte une paire d'écrous de blocage 53. Le ressort entoure un élément cylindrique 54 qui empêche le ressort de s'affaisser. Sur ledit cylindre 54 est monté un organe coulissant 56. Un petit axe 57 passe à travers l'arbre 51 et repose sur le haut d'un rebord de l'organe 56 et coulisse, à son tour, dans des fentes 58 ménagées dans les parois laté rales du cylindre 54. L'organe 56 repose ainsi sur l'extrémité supérieure du ressort et le comprime entre l'organe 56 et la console 48,à mesure que le bras 51 se déplace vers l'intérieur.
L'extrémité inférieure de l'arbre 51 est fixée à pivotement en 59 au bras 61, lequel, à son tour, est relié pivotant en 62 à une console 63 prévue sur la plaque 14.
Des bras 64 fixés sur les axes 36 s'étendent extérieurement par rapport à ceux-ci. Une biellette 66 est connectée pivotante en 67 audit bras 64 et en 68 au bras 61. Il est clair que les contrepoids 38 précédemment décrits sont également utilisés dans cette variante de réalisation du dispositif et sont montés aux extrémités opposées des tiges ou axes 36, comme indiqué en pointillé en 38, aux fig. 6 et 7.
En se reportant à la fig. 8, on notera que, les différents éléments se trouvant dans les positions indiquées par les lignes à traits pleins, c'est-à-dire celles correspondant à la position indiquée par la ligne à traits pleins des fig. 6 et 7 et qui correspond à la position pour les bras 34 destinés à recevoir la bille de plus petit diamètre, l'effort de bras de levier sollicitant les, outils. à venir s'appliquer sur la bille reste constant.
En d'autres termes, lorsque les pièces se déplacent de la position en traits pleins, à la position en traits pointillés, la force totale exercée par le ressort s'accroît. Toutefois, le couple tendant à faire tourner les bras des outils peut être spécifié mathématiquement de la façon sui vante Le couple s'exerçant sur le bras des outils est égal à la longueur effective du bras de levier indi qué par la ligne 70, multipliée par la force exercée par le ressort 49, multipliée par la longueur du bras 69, divisée.
par la longueur du bras 69a, dans la posi tion indiquée en traits pointillés dans laquelle le ressort 49 étant comprimé exerce plus de force, le couple appliqué aux bras des outils est sensiblement égal à celui de la position indiquée en traits pleins, en raison de l'effet de réduction de couple du rap port de la longueur du bras 71 à la longueur du bras 71a. Dans les deux positions ci-dessus et dans toutes les positions intermédiaires, on néglige l'ef fet moindre de la faible variation du bras de levier effectif 70 due au déplacement du point 59 relati vement au point de pivotement 62.
Par conséquent, en établissant convenablement les longueurs des bras 61 et 64 et en mettant correctement en place le point de pivotement 59 sur le bras 61, on peut maintenir effectivement une force pratiquement constante sur les billes, quelles que soient les dimensions ou diamètres de celles-ci, pour toute la rangée de dimensions des billes pour laquelle l'ap pareil a été construit. On remarquera également que l'agencement des connexions décrit ci-dessus com prend au moins un point de pivotement flottant.
La description ci-dessus permet de comprendre facilement le mode de construction et de fonction nement de l'appareil. Dans le premier mode de réalisation, au lieu de fixer l'organe élastique 44 à une partie du bâti fixe, comme cela a été fait dans les appareils, connus jusqu'à présent, ledit organe est. prévu de façon à se déplacer d'une seule pièce avec l'anneau ou bague.
Ceci présente le grand avantage d'accroître presque indéfiniment la durée du câble amortisseur ou organe élastique 44, par comparai son avec les précédents types d'appareils dans les quels, cet organe est fixé à une partie fixe d'un bâti ou se déplace sur une poulie ou sur un galet monté sur une partie fixe de l'appareil.
Alors que les con trepoids 38 ne sont pas absolument indispensables, on a constaté qu'ils permettent néanmoins d'élimi- ner les pressions variables des outils en réponse au poids des outils combinés avec l'effet de la force centrifuge lors de la rotation de la bague.
Dans la variante de réalisation des fig. 6-7 et 8, le ressort 49 peut être choisi de façon à disposer d'une gamme assez étendue de différentes dimen sions de billes. En outre, la force exercée, par les ressorts peut être réglée au moyen des écrous 53 appliqués aux arbres filetés 51, en plus de la possi bilité d'introduire dans l'appareil, en proportion nant convenablement les longueurs des bras, toute force voulue ou nécessaire.
Dans la pratique, et en ce qui concerne l'écor- çage du pin à feuilles courtes ( pinus echinata ), à billes ou grumes variant de 7,5 cm à 66 cm envi ron de diamètre, on a constaté, que la force d'ap plication désirable des outils 33 sur les billes se trouve aux environs de 125 kg.
Dans la pratique réelle, et avec un appareil construit conformément aux fig. 1 à 5a, on a constaté que ledit appareil permet un écorçage intégral avec un très faible endommagement du bois proprement dit, dans tou tes les dimensions des billes. En outre, la présence des noeuds ou autres bouts saillants sur le tronc des grumes n'affecte pas, sensiblement la régula rité de l'écorçage. On doit attribuer cela principale- ment au fait que les outils s'adaptent rapidement à leurs positions de travail lorsqu'ils rencontrent ces saillies, en raison de leur faible inertie et au mode de serrage meilleur décrit.