EP1202847A1 - Procede et dispositif de fabrication de douelles - Google Patents

Procede et dispositif de fabrication de douelles

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Publication number
EP1202847A1
EP1202847A1 EP00953268A EP00953268A EP1202847A1 EP 1202847 A1 EP1202847 A1 EP 1202847A1 EP 00953268 A EP00953268 A EP 00953268A EP 00953268 A EP00953268 A EP 00953268A EP 1202847 A1 EP1202847 A1 EP 1202847A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stave
staves
bending
press
barrel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00953268A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Voisin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1202847A1 publication Critical patent/EP1202847A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27H—BENDING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COOPERAGE; MAKING WHEELS FROM WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27H3/00—Manufacture of constructional elements of tubes, coops, or barrels
    • B27H3/02—Manufacture of barrel staves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27H—BENDING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COOPERAGE; MAKING WHEELS FROM WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27H1/00—Bending wood stock, e.g. boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27H—BENDING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COOPERAGE; MAKING WHEELS FROM WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27H5/00—Manufacture of tubes, coops, or barrels
    • B27H5/02—Building up with staves
    • B27H5/04—Forming staves into the final shape and assembling same

Definitions

  • the present invention relates to a method of compression, bending and joining of staves to manufacture barrels or barrels, as well as a device for the implementation of this process.
  • Oak has the property of possessing transverse fibers in large quantities called medullary rays; these spokes are more impermeable than other fibers so that they form, correctly arranged in the staves, a sort of sealing barrier.
  • the staves are planks with particular properties used in the field of cooperage obtained by cutting logs generally in oak in the direction of the medullary rays and therefore according to the grain of the wood; the orientation of the medullary rays of the staves is essential with regard to their sealing properties and their oenological virtues; if the shaft used has a significant curvature, then the staves will be cut also according to this curvature, similarly if the tree used has an exaggerated spin, then the staves can also be cut twisted.
  • the oaks used in Europe for the manufacture of barrels often have very different qualities in terms of tightness because their channels are more or less blocked by natural substances, thyls or minerals; these substances can also be degraded according to the way of preserving the logs or the staves and according to the process used in the manufacture of barrels.
  • the staves are stored outdoors for a period ranging from 6 to 36 months, without particularly protecting them from bad weather, with a view to a beneficial modification of their physical and chemical structure.
  • the porosity of the staves is very variable and depends above all on several factors: origin, forestry and condition of the trees, conservation and treatment of logs and staves.
  • a barrel or a barrel is composed of a set of long machined and curved staves called staves, the set of staves forming the body is also called hull, two bottoms assembled with short machined and flat staves are necessary for the closing of the shell, all of these pieces of wood are held in place by powerful wooden or metal circles, the bottom pieces are assembled by means of wooden or metal studs; the tightness of the assembly is obtained only by the quality of the assemblies and the tightening of the parts together, the use of sealing products being highly detrimental to the oenological virtues of the barrels.
  • the different machining operations of a stave are: shortening or cutting to length; bashing or planing in convex form at the external mean radius of the barrel; the recess or planing in concave shape at the interior mean radius of the barrel; the perfect jointing or cutting of the two faces forming the joints between the spindle-shaped staves and at the angle necessary to obtain the shape of the barrel; the trimming or milling of the two ends of the stave to form the jable consisting in particular of a groove to receive the bottom of the barrel.
  • the method currently most used in the manufacture of barrels consists of joining the staves without first modifying their curvature or natural twist therefore by proceeding to the jointing operation according to the flat development of the subsequent shape that the stave will take, then partially assemble the staves to form a rose which is strongly heated by means of a wood fire placed in the center of the rose or any other means in order to obtain a sufficient temperature to succeed in bending all of the staves simultaneously using a cable wrapped around the rose for example and then obtaining the closure of the rose which becomes a shell similar to a barrel without its two bottoms; the shell is then tightened strongly by powerful mounting circles which compress the staves against each other, this circular compression comes to compensate for any machining defects, then it is reheated inside more or less strongly to modify the taste wood, the rim is machined after cooling.
  • This process does not keep the wood fibers in areas subject to high stresses; it is not satisfactory with regard to the rate of repairs made necessary as a result of leaks or ruptures of staves; this rate is frequently of the order of 10% of the number of hulls manufactured; the staves must be perfectly oriented and machined and despite this and randomly, there are many problems in the manufacture of barrels and later in the use of these barrels.
  • this process does not easily make it possible to obtain satisfactory staves in twisted or curved staves or in staves having small knots or having slight movements of fibers, defects which are encountered very frequently and which coopers do not hardly appreciate because of their implementation difficulties.
  • staves from these staves are therefore not all capable of retaining liquids and may need to be replaced or clogged at the time of manufacture or during use, which is highly detrimental. There are also very frequently blisters on the concave part of the staves, these cavities in the wood considerably weakening the solidity, the tightness and the quality of the barrels.
  • Wood fibers are compressible but not very stretchable, bending a piece of wood is mainly to control the compression of the fibers of the concave face and avoid stretching the fibers of the convex face.
  • the glass transition temperature can be assimilated to the temperature at which a material softens and can maintain, durably and without deterioration of its mechanical qualities, the shape which is printed on it until cooling to a lower temperature.
  • the glass transition temperature of oak stave is between 40 and 70 ° C, it is this temperature which is sought in the traditional process, but which is largely exceeded on the surface inside the hull and rarely reached early enough at the heart of the staves at the time of their bending.
  • the second heating makes it possible to reach the glass transition temperature of the oak oak, which favors the adjustment of the staves between them; as the shell is left assembled in this way until complete cooling, the shape given to the staves is therefore permanently printed.
  • the return to the initial state or the resumption of initial shape of a piece of compressed wood also depends a lot on the state of the fibers: intensity of the compression which was exerted, cycle and thermal stage, blindness.
  • Controlling the bending of staves therefore amounts to permanently deforming the fibers making up the staves without significantly altering their structure and mechanical strength.
  • Document FR 2 587 268 dating from 1986 describes a method and a device for obtaining identical staves by placing them one after the other in a profiled clamping mold while maintaining a pressure and heating the assembly; before removing the part, the edges of the mold are used to cut the joints.
  • Document DE 120 909 describes a machine for bending staves of fixed length. In addition, the machine does not allow the compression to be properly applied to the stave.
  • Document DE 46 341 describes a machine for manufacturing staves.
  • the staves obtained have a predetermined length and width.
  • the bending of the stave is not carried out under satisfactory conditions.
  • the present invention relates to a method and a device for bending, compressing and joining staves for the manufacture of barrel hulls or barrels with optimized yield, productivity and reliability while also optimizing the oenological qualities of the barrels or barrels.
  • this process consists in carrying out, automatically or not, the following steps: - put the stave at the desired curvature along the longitudinal axis , compressing the stave according to its thickness, first in the center then gradually towards the ends while simultaneously and gradually bending the entire stave; by also compressing in the longitudinal direction the fibers of the internal face of the barrel without causing the longitudinal fibers of the external face to break at the time of bending or subsequently;
  • the stave is at the desired curvature and after having more or less compressed its fibers over its entire surface, cut its joints according to the desired radius, for example by milling or planing. After these operations, the shell can be assembled immediately or later with these staves by metal mounting circles.
  • the bending of the stave and the cutting of the seals of the stave are carried out using a single machine which essentially comprises a press with variable curvature and tools for cutting the seals .
  • the two joints are made successively.
  • the bending is carried out using a first machine and the stave thus formed is placed on a second machine for cutting the joints.
  • the two joints can be made simultaneously.
  • the hulls thus produced can be heated to modify the taste of the wood and then the other known and current operations are completed, making it possible to obtain barrels or barrels.
  • Whatever the shape or the initial weakness of the stave following the presence of small knots or movements of fibers or excessive porosity, such a process allows obtaining real staves with mechanical and oenological qualities much more reliable than by the classic process most commonly used which consists, after joining, of simultaneously bending the staves by heating and clamping in pink, without maintaining the wood fibers in areas subject to high stresses.
  • the present invention also relates to an associated device for implementing the method of the invention.
  • the associated device for implementing the method of the present invention is characterized in that it comprises a set of means making it possible to bend, compress, join staves of any width, even very small, automatically or not so as to to make hulls of barrels or barrels with staves previously shortened, sore, hollowed out completely or partially.
  • These means are:
  • the assembly of the bending, holding and compression means will preferably comprise a press of shape corresponding to the desired final curvature, the stave being disposed between the upper and lower parts of this press.
  • Its lower heating part is preferably convex in the transverse and longitudinal direction corresponding to a portion of the interior of the barrel, and has a fixed curvature. Its upper part corresponding to the same symmetrical portion of the interior of the barrel is preferably:
  • the means for precise cutting of the two faces forming the joints between the tubes and along the radius of the barrel will preferably be associated with the press described above and will comprise two cutting tools, one on each side of the press, each being capable of one after another to cut the joints of the stave according to a plane passing through the central axis of the barrel.
  • the precise means of placing, moving and ejecting the staves before, during and after the bending, compression and jointing operations will preferably include: - a chain or a belt at the entry and exit of the press; and
  • All the bending, holding, compression and cutting, positioning, displacement and ejection means can be automated according to a program for optimizing the different sequences defined by the general or particular characteristics of the staves.
  • the entire device can be adapted according to the desired curvature thanks to different sets of shims and stops corresponding to the different shapes sought.
  • FIG. 1A is a partial schematic view in cross section of all the bending, holding, compression and cutting means, positioning, displacement and ejection;
  • Figure 1 B is a top view of the means shown in Figure 1a;
  • FIG. 2, 3 are schematic longitudinal front views of a press ensuring the bending, holding, compression means, shown in the two positions;
  • FIG. 4, 5 and 6 are simplified top views showing the different positions occupied by the stave relative to the press; and
  • FIG. 7 is a vertical longitudinal sectional view of the press along VII of Figure 1A.
  • the lower part 1 of the press is fixed. Its upper face 1a has a fixed curvature which is that which the stave must take.
  • the upper part 2 of the press is movable vertically and deformable, in its longitudinal direction. It always remains concave in the transverse direction.
  • the upper part 2 is fragmented into small lengths 2a proportional to the desired curvature, articulated together according to a certain rigidity obtained for example using a powerful spring leaf 2b; these lengths will be sufficiently spaced from one another to allow a reduction in the total length of the upper part when the latter is brought to the hanger, which ensures the maintenance of the external fibers and therefore allows the longitudinal compression of the fibers of the internal face of the stave during the bending operation.
  • the spring 2b must have significant rigidity.
  • the central part of the spring applies pressure to the central zone of the stave, the spring 2b remaining rectilinear.
  • the periphery 3b of this active face comes into contact with the periphery of the spring 2b and thus initiates the taking of regular curvature of the spring, curvature which is transmitted to the stave.
  • the curvature of the spring and therefore of the stave gradually increases until the block 3 comes into abutment. In this position, the stave is compressed between two parallel surfaces, namely the face 3a of the block 3 via the spring 2b and sections 2a and the face 1a of the lower part 1 of the press.
  • the stops 10, symmetrical with respect to the press, allow very precise positioning of the stave D with respect to the upper 2 and lower 1 parts of the press and are articulated around an axis corresponding to that of the barrel 13 to be produced.
  • the stops 10 are controlled by jacks 12. These stops 10 also serve to tighten the longitudinal edges of the staves on its central third and they have a thickness slightly less than that of the stave to be produced. They are capable of very precisely maintaining the central portions of the longitudinal edges of the staves during the bending and compression operations.
  • the ejection of the stave D from the press towards the outlet conveyor 17 is also obtained by means of the jacks 16.
  • a retractable support plate 19 controlled by the jack 18 makes it possible to ensure a continuous movement path for the staves between the press and the output conveyor 17.
  • FIGS. 4 to 6 These different operations are illustrated in FIGS. 4 to 6. It will be noted in these figures that the lower part 1, like the upper part 2, has edges 1b and 1c, in their longitudinal direction, which are not straight. They have a curvature corresponding to that of the seals to be produced on the stave D.
  • the entire device can be managed for example using a programmable automaton using a set of sensors and safety devices informing it of the respective position of each element so as to optimize the sequence and the duration of the different sequences according to the general or particular characteristics of the staves; so that the operator only has to modify two or three parameters depending on the initial nature of a batch of staves and according to the characteristics sought, his work essentially consisting in placing a large quantity of staves on the chain 15 simultaneously which gives him enough time to resume the staves thus machined on the chain 14 and assemble them in pink, or any other work.
  • the operations of bending the staves and cutting the joints are carried out using a single machine which essentially comprises a press with lower 1 and upper 2 parts, and cutting means positioned with respect to the press to make the joints of the staves.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un procédé de cintrage, de compression et de jointage des douelles (d) pour la fabrication de coques de barriques ou de fûts. Il consiste, postérieurement aux opérations courantes d'écourtage, dolage, évidage total ou partiel, taillage ou non, à réaliser les étapes suivantes: mettre la douelle à la courbure souhaitée selon l'axe longitudinal, en comprimant la douelle (d) suivant son épaisseur tout d'abord au centre (4) puis progressivement vers les extrémités (3) tout en cintrant simultanément et progressivement l'ensemble de la douelle; en comprimant également dans le sens longitudinal les fibres de la face interne de la douelle; pendant que la douelle est à la courbure souhaitée, comprimer la douelle sur l'ensemble de sa surface pour ramener son épaisseur initiale à une épaisseur au moins légèrement inférieure; et pendant que la douelle est à la courbure souhaitée et après avoir comprimé plus ou moins ses fibres sur l'ensemble de sa surface, découper (14) ses joints suivant le rayon recherché de la coque de barrique.

Description

Procédé et dispositif de fabrication de douelles
La présente invention a pour objet un procédé de compression, cintrage et jointage de merrains pour fabriquer des fûts ou des barriques, ainsi qu'un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé.
Le chêne a pour propriété de posséder des fibres transversales en quantités importantes appelées rayons médullaires ; ces rayons sont plus imperméables que les autres fibres de sorte qu'ils forment, correctement disposés dans les merrains, une sorte de barrière d'étanchéité. Les merrains sont des planches aux propriétés particulières utilisées dans le domaine de la tonnellerie obtenus en débitant des billons généralement en chêne dans le sens des rayons médullaires et donc selon le fil du bois ; l'orientation des rayons médullaires des merrains est essentielle vis à vis de leurs propriétés d'étanchéité et de leurs vertus oenologiques ; si l'arbre utilisé présente une courbure importante, alors les douelles seront débitées également suivant cette courbure, de même si l'arbre utilisé présente une vrille exagérée, alors les douelles peuvent également être débitées vrillés.
Néanmoins, les chênes utilisés en Europe pour la fabrication des barriques ont des qualités souvent très différentes sur le plan de l'étanchéité car leurs canaux sont plus ou moins obturés par des substances naturelles thylles ou minéraux ; ces substances peuvent également se dégrader suivant la manière de conserver les grumes ou les merrains et suivant le procédé utilisé à la fabrication des barriques. Les merrains sont stockés en extérieur pendant une période allant de 6 à 36 mois, sans particulièrement les protéger des intempéries, en vue d'une modification bénéfique de leur structure physique et chimique.
La porosité des douelles est très variable et dépend surtout de plusieurs facteurs : origine, sylviculture et état des arbres, conservation et traitement des grumes et des merrains.
Une barrique ou un fût est composé d'un ensemble de merrains longs usinés et cintrés appelés douelles, l'ensemble des douelles formant le corps est appelé aussi coque, deux fonds assemblés avec des merrains courts usinés et plats sont nécessaires à la fermeture de la coque, l'ensemble de ces pièces de bois est maintenu par des cercles puissants en bois ou en métal, les pièces de fond sont assemblées au moyen de goujons en bois ou en métal ; l'étanchéité de l'ensemble est obtenue uniquement par la qualité des assemblages et le serrage des pièces entre elles, l'utilisation de produits de colmatage étant fortement préjudiciable aux vertus oenologiques des barriques. Les différents usinages d'une douelle sont : l'écourtage ou mise à longueur ; le dolage ou rabotage en forme convexe au rayon moyen externe de la barrique ; l'évidage ou rabotage en forme concave au rayon moyen intérieur de la barrique ; le jointage ou découpe parfaite des deux faces formant les joints entre les douelles en forme de fuseau et selon l'angle nécessaire à l'obtention de la forme de la barrique ; le rognage ou fraisage des deux extrémités de la douelle afin de former le jable constitué notamment d'une rainure pour recevoir le fond de la barrique.
Le procédé actuellement le plus utilisé dans la fabrication des barriques consiste à jointer les douelles sans préalablement modifier leur courbure ou vrille naturelle donc en procédant à l'opération de jointage suivant le développé à plat de la forme ultérieure que prendra la douelle, puis assembler partiellement les douelles pour former une rose que l'on chauffe fortement au moyen d'un feu de bois placé au centre de la rose ou tout autre moyen afin d'obtenir une température suffisante pour réussir à cintrer l'ensemble des douelles de façon simultanée à l'aide d'un câble enroulé autour de la rose par exemple et obtenir alors la fermeture de la rose qui devient une coque semblable à une barrique sans ses deux fonds ; la coque est alors serrée fortement par des cercles de montage puissants qui compriment les douelles les unes contre les autres, cette compression circulaire vient compenser les éventuels défauts d'usinage, puis elle est réchauffée à l'intérieur plus ou moins fortement pour modifier le goût du bois, le jable est usiné après refroidissement.
Ce procédé ne permet pas de maintenir les fibres du bois dans les zones soumises à fortes contraintes ; il n'est pas satisfaisant quant au taux de réparations rendues nécessaires par suite de fuites ou de ruptures de douelles ; ce taux est fréquemment de l'ordre de 10 % du nombre de coques fabriquées ; les merrains doivent être parfaitement orientés et usinés et malgré cela et de façon aléatoire, on constate de nombreux problèmes à la fabrication des barriques et plus tard à l'utilisation de ces barriques. De plus ce procédé ne permet pas facilement d'obtenir des douelles satisfaisantes dans des merrains vrillés ou courbes ou dans des merrains ayant de petits noeuds ou ayant de légers mouvements de fibres, défauts que l'on rencontre très fréquemment et que les tonneliers n'apprécient guère à cause de leurs difficultés de mise en oeuvre.
Les douelles issues de ces merrains ne sont donc pas toutes aptes à retenir des liquides et peuvent nécessiter d'être remplacées ou colmatées au moment de la fabrication ou au cours de l'utilisation, ce qui est fortement préjudiciable. On constate également très fréquemment des cloques sur la partie concave des douelles, ces cavités dans le bois affaiblissant considérablement la solidité, l'étanchéité et la qualité des barriques.
En effet, le cintrage d'une pièce d'épaisseur quelconque implique deux cordes de longueurs différentes, donc de rayons différents, la face concave étant plus courbe que la face convexe. Les fibres de bois sont compressibles mais très peu étirables, cintrer une pièce de bois revient à maîtriser surtout la compression des fibres de la face concave et éviter d'étirer les fibres de la face convexe.
La température de transition vitreuse peut être assimilée à la température à laquelle une matière se ramollit et peut garder durablement et sans détérioration de ses qualités mécaniques, la forme qu'on lui imprime jusqu'à refroidissement à une température inférieure.
La température de transition vitreuse du chêne merrain est située entre 40 et 70°C, c'est cette température qui est recherchée dans le procédé traditionnel, mais qui est largement dépassée en surface à l'intérieur de la coque et rarement atteinte suffisamment tôt au coeur des douelles au moment de leur cintrage.
Après cintrage et pour modifier le goût du bois à l'intérieur de la coque compressée par des cercles de montage, la deuxième chauffe permet d'atteindre la température de transition vitreuse du chêne merrain, ce qui favorise l'ajustage des douelles entre elles ; comme la coque est laissée assemblée de la sorte jusqu'à complet refroidissement, la forme donnée aux douelles est donc imprimée définitivement.
C'est donc notamment l'opération de cintrage des douelles qui est délicate et source de problèmes dans le procédé traditionnel, notamment rupture et / ou décollement de fibres au niveau de la zone centrale de la douelle c'est à dire cloques et / ou douelles cassées ou fendues.
La possibilité de cintrage et de compression du bois dépend donc beaucoup de l'intensité des pressions exercées, de la température et de l'hygrométrie du bois.
Le retour à l'état initial ou la reprise de forme initiale d'une pièce de bois comprimée dépend lui aussi beaucoup de l'état des fibres : intensité de la compression qui a été exercée, cycle et stade thermique, cécité.
Maîtriser le cintrage des douelles revient donc à déformer durablement les fibres composant les douelles sans altérer de façon majeure leur structure et leur résistance mécanique.
Le document FR 2 587 268 datant de 1986, décrit un procédé et un dispositif pour obtenir des douelles identiques en les plaçant l'une après l'autre dans un moule de serrage profilé tout en maintenant une pression et en chauffant l'ensemble ; avant d'enlever la pièce, on se sert des bords du moule pour découper les joints.
Toutefois, ce document ne mentionne pas de procédé ou de dispositif pour cintrer et jointer des douelles de largeur quelconque.
Le document DE 120 909 décrit une machine de cintrage de douelles de longueur fixe. En outre, la machine ne permet pas d'appliquer convenablement la compression à la douelle.
Le document DE 46 341 décrit une machine de fabrication de douelles. Les douelles obtenues ont une longueur et une largeur prédéterminées. En outre, le cintrage de la douelle n'est pas effectué dans des conditions satisfaisantes.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de cintrage, de compression et de jointage des douelles pour la fabrication de coques de barriques ou de fûts avec un rendement, une productivité et une fiabilité optimisées tout en optimisant également les qualités oenologiques des barriques ou des fûts.
Après avoir préalablement écourté, dolé, évidé totalement ou partiellement, ces douelles par les moyens connus et couramment utilisés, ce procédé consiste à réaliser de, façon automatique ou non les étapes suivantes : - mettre la douelle à la courbure souhaitée selon l'axe longitudinal, en comprimant la douelle suivant son épaisseur tout d'abord au centre puis progressivement vers les extrémités tout en cintrant simultanément et progressivement l'ensemble de la douelle ; en comprimant également dans le sens longitudinal les fibres de la face interne de la barrique sans provoquer la rupture des fibres longitudinales de la face externe au moment du cintrage ou ultérieurement ;
- pendant que la douelle est à la courbure souhaitée : comprimer la douelle sur l'ensemble de sa surface pour ramener son épaisseur initiale à une épaisseur légèrement ou nettement inférieure de façon proportionnelle et automatique ou non, à la porosité de la douelle observée initialement ; et
- pendant que la douelle est à la courbure souhaitée et après avoir comprimé plus ou moins ses fibres sur l'ensemble de sa surface, découper ses joints suivant le rayon recherché, par exemple par fraisage ou rabotage. Après ces opérations, on peut assembler immédiatement ou ultérieurement la coque avec ces douelles par des cercles de montage métalliques.
Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, le cintrage de la douelle et la découpe des joints de la douelle sont réalisés à l'aide d'une seule machine qui comprend essentiellement une presse à courbure variable et des outils de découpe des joints. Dans ce cas, les deux joints sont réalisés successivement.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé, le cintrage est réalisé à l'aide d'une première machine et la douelle ainsi formée est placée sur une deuxième machine pour découper les joints.
Dans ce cas, les deux joints peuvent être réalisés simultanément.
Les coques ainsi fabriquées peuvent être chauffées pour modifier le goût du bois puis on termine les autres opérations connues et courantes permettant d'obtenir des fûts ou barriques. Quelle que soit la forme ou la faiblesse initiale de la douelle consécutive à la présence de petits noeuds ou de mouvements de fibres ou de porosités excessives, un tel procédé permet l'obtention de vrais merrains aux qualités mécaniques et oenologiques nettement plus fiables que par le procédé classique utilisé le plus couramment qui consiste après jointage à cintrer simultanément les douelles par chauffage et serrage en rose, sans maintenir les fibres du bois dans les zones soumises à fortes contraintes.
L'avantage du procédé apparaît donc ici, évitant la dégradation des qualités initiales d'étanchéité évitant le risque de rupture des fibres externes de la douelle, évitant le risque de fuites lié à une porosité excessive ou à la présence de petits noeuds ou de légers mouvements de fibres, permettant d'ajuster les douelles entre elles de façon beaucoup plus précise, le jointage se faisant douelle cintrée, et éliminant les problèmes consécutifs au remplacement de douelles défectueuses non étanches ou cassées minimisant donc la perte de bois ce qui est la faiblesse du procédé traditionnel.
Les opérations de cintrage, quelles que soient la forme et la qualité initiale des douelles, sont grandement facilitées tant en rapidité et en sûreté d'exécution qu'en effort à produire, donc le rendement et la productivité sont aussi optimisés.
Dans le but d'optimiser la fabrication de barriques ou fûts donnant des résultats oenologiques appréciés, la possibilité de reculer les limites de difficulté d'exploitation est un élément appréciable et non négligeable. La présente invention a aussi pour objet un dispositif associé de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
A cet effet, le dispositif associé de mise en oeuvre du procédé de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de moyens permettant de cintrer, comprimer, jointer des douelles de toute largeur même très faible de façon automatique ou non afin de fabriquer des coques de barriques ou de fûts avec des douelles préalablement écourtées, dolées, évidées totalement ou partiellement. Ces moyens sont :
- des moyens de cintrage à la forme souhaitée, utilisés simultanément à ; - des moyens de maintien et de compression suivant l'épaisseur, utilisés simultanément à ;
- des moyens de maintien de la longueur de la face externe des douelles, utilisés simultanément à ;
- des moyens de compression longitudinale de la face interne des douelles ; puis tout en maintenant cintré à la forme souhaitée ; - des moyens de compression et de réduction de l'épaisseur selon la porosité des douelles ;
- des moyens de découpe précis des deux faces formant les joints entre les douelles et suivant le rayon de la barrique ; et - des moyens de mise en place, déplacement et éjection des douelles préalablement, pendant et après les opérations de cintrage, de compression et de jointage.
L'ensemble des moyens de cintrage, maintien et compression comprendront de préférence une presse de forme correspondant à la courbure finale souhaitée, la douelle étant disposée entre les parties supérieure et inférieure de cette presse.
Sa partie inférieure chauffante de préférence est convexe dans le sens transversal et longitudinal correspondant à une portion de l'intérieur de la barrique, et présente une courbure fixe. Sa partie supérieure correspondant à la même portion symétrique de l'intérieur de la barrique est de préférence :
- de forme concave dans le sens transversal ;
- mobile dans le sens vertical ;
- déformable dans le sens longitudinal d'une très faible courbure inverse au cintre de la barrique recherchée jusqu'à une courbure identique, étant capable d'exercer une pression tout d'abord au centre du cintre recherché, puis progressivement en direction des extrémités pour atteindre la forme du cintre recherché et maintenir en priorité les zones ou les fibres de la douelle sont soumises à de fortes contraintes ; - réduisant légèrement et simultanément sa longueur totale lorsque celle-ci est amenée au cintre recherché par rapport à sa longueur lorsque cette partie inférieure est en position rectiligne, ce qui assure le maintien des fibres externes et permet donc la compression longitudinale des fibres de la face interne de la douelle pendant l'opération de cintrage ; - venant se déformer jusqu'à se mettre en parallèle à la partie inférieure pour former en quelque sorte un moule de la douelle ;
- étant capable de comprimer la douelle préalablement cintrée sur l'ensemble de sa surface pour ramener son épaisseur initiale à une épaisseur légèrement ou nettement inférieure de façon proportionnelle et automatique ou non, à la porosité de la douelle observée initialement. Les moyens de découpe précis des deux faces formant les joints entre les doueiles et suivant le rayon de la barrique seront de préférence associés à la presse décrite précédemment et comprendront deux outils de coupe, un de chaque côté de la presse, étant chacun capable l'un après l'autre de découper les joints de la douelle selon un plan passant par l'axe central de la barrique.
Les moyens précis de mise en place, déplacement et éjection des douelles préalablement, pendant et après les opérations de cintrage, de compression et de jointage comprendront de préférence : - une chaîne ou un tapis à l'entrée et à la sortie de la presse ; et
- deux butées articulées suivant l'axe de la barrique de chaque côté de la douelle, capable de positionner la douelle dans la presse au cours de chacune des étapes décrites précédemment et pouvant servir de butée escamotable pour positionner très exactement la douelle d'un côté puis de l'autre de la presse, selon un alignement pour jointage.
L'ensemble des moyens de cintrage, maintien, compression et découpe, mise en place, déplacement et éjection peuvent être automatisés selon un programme d'optimisation des différentes séquences définies par les caractéristiques générales ou particulières des douelles.
L'ensemble du dispositif pourra être adapté suivant la courbure recherchée grâce à différents jeux de cales et de butées correspondant aux différentes formes recherchées.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple uniquement, représentant un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus et en regard des croquis annexés sur lesquels :
- la figure 1A est une vue schématique partielle en coupe transversale de l'ensemble des moyens de cintrage, maintien, compression et découpe, mise en place, déplacement et éjection ;
- la figure 1 B est une vue de dessus des moyens représentés sur la figure 1a ;
- les figures 2, 3 sont des vues schématiques longitudinales de face d'une presse assurant les moyens de cintrage, maintien, compression, représentée dans les deux positions ; - les figures 4, 5 et 6 sont des vues de dessus simplifiées montrant les différentes positions occupées par la douelle par rapport à la presse ; et
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale verticale de la presse suivant VII de la figure 1A.
La partie inférieure 1 de la presse est fixe. Sa face supérieure 1a présente une courbure fixe qui est celle que doit prendre la douelle.
Elle correspond à une portion angulaire de l'intérieur de la barrique, sa surface est donc convexe dans le sens transversal et longitudinal. Elle est maintenue à la température souhaitée 120°C par exemple à l'aide de résistances électriques ou par circulation interne de liquide ou vapeur, non représentées sur les figures.
La partie supérieure 2 de la presse est mobile verticalement et déformable, selon sa direction longitudinale. Elle reste toujours de forme concave dans le sens transversal.
Elle est mobile dans le sens vertical.
Elle est déformable dans le sens longitudinal, d'une très faible courbure inverse au cintre de la barrique recherchée figure 2 jusqu'à une courbure identique figure 3. Elle est capable d'exercer une pression tout d'abord au centre du cintre recherché grâce au vérin 4 qui s'escamote dans le bloc mobile 3, puis progressivement en direction des extrémités pour atteindre la forme du cintre recherchée et maintenir en priorité les zones où les fibres de la douelle sont soumises à de fortes contraintes. Comme le montre la figure 7, la partie supérieure 2 est fragmentée en petites longueurs 2a proportionnelles à la courbure recherchée, articulées entre elles selon une certaine rigidité obtenue par exemple à l'aide d'une lame de ressort puissante 2b ; ces longueurs seront suffisamment espacées l'une par rapport à l'autre pour permettre une réduction de la longueur totale de la partie supérieure lorsque celle-ci est amenée au cintre, ce qui assure le maintien des fibres externes et permet donc la compression longitudinale des fibres de la face interne de la douelle pendant l'opération de cintrage.
Elle se déforme jusqu'à se mettre en parallèle à la partie inférieure, formant en quelque sorte un moule de la douelle. Elle est guidée grâce à un bloc mobile 3, dont la face inférieure de forme concave 3a sert de gabarit sur lequel elle vient en butée. La courbure de cette face inférieure 3a est parallèle à celle de la face 1a de la partie inférieure 1 de la presse. Le bloc mobile 3 est lui-même guidé par deux parois constituant un autre élément 5 de la presse ; ce bloc est actionné par exemple à l'aide d'un vérin couplé et caché par ces parois 5 et non représentés sur les schémas.
Il est important de souligner que le ressort 2b doit avoir une rigidité importante. Lors de l'actionnement initial du vérin 4, la partie centrale du ressort applique la pression à la zone centrale de la douelle, le ressort 2b restant rectiligne. Lors de l'abaissement du bloc 3 avec sa face active concave 3a, la périphérie 3b de cette face active vient au contact de la périphérie du ressort 2b et amorce ainsi la prise de courbure régulière du ressort, courbure qui est transmise à la douelle. Au fur et à mesure de l'abaissement du bloc 3, la courbure du ressort et donc de la douelle augmente progressivement jusqu'à ce que le bloc 3 arrive en butée. Dans cette position, la douelle est comprimée entre deux surfaces parallèles, à savoir la face 3a du bloc 3 par l'intermédiaire du ressort 2b et des tronçons 2a et la face 1a de la partie inférieure 1 de la presse.
Les butées 10, symétriques par rapport à la presse, permettent un positionnement très précis de la douelle D par rapport aux parties supérieure 2 et inférieure 1 de la presse et sont articulées autour d'un axe correspondant à celui de la barrique 13 à réaliser. Les butées 10 sont commandées par des vérins 12. Ces butées 10 servent également à serrer les bords longitudinaux des merrains sur son tiers central et elles ont une épaisseur légèrement inférieure à celle de la douelle à réaliser. Elles sont capables de maintenir de façon très précise les portions centrales des bords longitudinaux des merrains pendant les opérations de cintrage et de compression. On a représenté en 14 un des outils d'usinage du joint, par exemple une fraise, l'ensemble de la machine en comportant deux symétriques. Ces outils sont escamotables pour permettre l'alimentation de la presse en douelles à partir du convoyeur d'alimentation 15 et l'éjection des douelles vers le convoyeur de sortie 17. Le transfert des douelles D du convoyeur 15 vers la presse est réalisé par deux vérins symétriques 16 qui enserrent la douelle comme le montre mieux la figure 1 b. Le positionnement final est réalisé par les butées 10, ainsi qu'on l'a déjà expliqué.
L'éjection de la douelle D de la presse vers le convoyeur de sortie 17 est également obtenue grâce aux vérins 16. Une plaque support escamotable 19 commandée par le vérin 18 permet d'assurer un chemin de déplacement continu pour les douelles entre la presse et le convoyeur de sortie 17.
La séquence des opérations est la suivante :
- première ouverture de la presse selon la figure 2 permettant d'insérer la douelle D grâce aux butées 10 de telle sorte que la partie supérieure 2 se trouve en position rectiligne, le vérin 4 en position sorti et le bloc mobile 3 en position rentré ;
- mise en place d'une douelle D à l'entrée de la presse, par la chaîne 15 et les vérins 16 ; - serrage puis mise en place de la douelle D au centre de la presse par les butées 10 ;
- première compression par la partie centrale de la douelle puis sur l'ensemble de sa surface par la partie supérieure 2 ; le vérin 4, s'escamotant dans le bloc mobile 3, agit préalablement et reste à une pression inférieure à ce dernier ; la durée de cette opération de compression peut varier de quelques secondes à une minute, la température de la partie inférieure 1 peut varier de 40 à 120°C , ces deux valeurs sont établies en fonction de la nature de la douelle et notamment suivant sa forme et sa porosité initiale ; La pression à appliquer est avantageusement comprise entre
10 kg/cm2 et 90 kg/cm2. Cette pression dépend de la durée d'application de pression, de la température, de l'humidité de la douelle et de la réduction d'épaisseur souhaitée. Dans des conditions standard de température et d'humidité (par exemple 90° C), l'effet de diminution d'épaisseur sera obtenu à partir d'environ 40 kg/cm2.
- deuxième ouverture de la presse de manière à libérer la douelle cintrée, la partie supérieure étant maintenue en position cintrée, le vérin 4 étant bloqué en position rentré, le bloc mobile 3 n'étant remonté que d'une très faible valeur ; - mise en place très précise de la douelle par les butées mobiles 10 selon un premier alignement pour jointage ; - deuxième compression selon le cintre recherché par compression simple de la douelle entre les parties inférieure et supérieure sur toute sa surface ;
- découpe du premier joint par rotation et translation aller-retour du premier disque de fraisage ;
- troisième ouverture de la presse de façon semblable à la deuxième ouverture ;
- mise en place très précise de la douelle par les butées mobiles 10 selon un deuxième alignement pour jointage ; - troisième compression identique à la deuxième ;
- découpe du deuxième joint par rotation et translation aller-retour du deuxième disque de fraisage ;
- quatrième ouverture de la presse de façon semblable à la première ouverture ; - éjection par les butées 10 sur la chaîne 14 de la douelle D devenue cintrée, comprimée et jointée donc prête à être assemblée en rose ;
- nouvelle ouverture de la presse semblable à la première permettant d'insérer une nouvelle douelle D et de reproduire l'ensemble des opérations précédentes.
Ces différentes opérations sont illustrées par les figures 4 à 6. On notera sur ces figures que la partie inférieure 1 , tout comme la partie supérieure 2 ont des bords 1b et 1c, selon leur direction longitudinale, qui ne sont pas rectilignes. Ils présentent une courbure correspondant à celle des joints à réaliser sur la douelle D.
L'ensemble du dispositif peut être géré par exemple à l'aide d'un automate programmable à l'aide d'un ensemble de capteurs et de sécurités le renseignant sur la position respective de chaque élément de manière à optimiser l'enchaînement et la durée des différentes séquences selon les caractéristiques générales ou particulières des douelles ; de telle sorte que l'opérateur n'ait qu'à modifier deux ou trois paramètres selon la nature initiale d'un lot de douelles et selon les caractéristiques recherchées, son travail consistant essentiellement à mettre en place une quantité importante de douelles sur la chaîne 15 de façon simultanée ce qui lui laisse assez de temps pour reprendre les douelles ainsi usinées sur la chaîne 14 et les assembler en rose, ou tout autre travail. Dans la description précédente, les opérations de cintrage des douelles et de découpe des joints sont réalisées à l'aide d'une seule machine qui comprend essentiellement une presse avec des parties inférieure 1 et supérieure 2, et des moyens de découpe positionnés par rapport à la presse pour réaliser les joints des douelles.
Cependant, on ne sortirait pas de l'invention si le cintrage était réalisé sur une première machine représentée sur les figures 1 à 3 et 7, à l'exception des moyens de découpe, et si la découpe des joints était effectuée sur une autre machine de jointage comprenant une presse dont les parties supérieure et inférieure auraient des courbures fixes et une largeur réduite inférieure à celle des douelles à réaliser et deux outils de découpe capables de réaliser simultanément les deux joints des douelles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de cintrage, de compression et de jointage des douelles de toute largeur même très faible pour la fabrication de coques de barriques ou de fûts, caractérisé en ce qu'il consiste, postérieurement aux opérations courantes d'écourtage, dolage, évidage total ou partiel, taillage ou non, à réaliser les étapes suivantes :
- mettre la douelle à la courbure souhaitée selon l'axe longitudinal, en comprimant la douelle suivant son épaisseur tout d'abord au centre puis progressivement vers les extrémités tout en cintrant simultanément et progressivement l'ensemble de la douelle ; en comprimant également dans le sens longitudinal les fibres de la face interne de la barrique sans provoquer la rupture des fibres longitudinales de la face externe au moment du cintrage ou ultérieurement ; - pendant que la douelle est à la courbure souhaitée, comprimer la douelle sur l'ensemble de sa surface pour ramener son épaisseur initiale à une épaisseur au moins légèrement inférieure de façon proportionnelle à la porosité de la douelle observée initialement ; et
- pendant que la douelle est à la courbure souhaitée et après avoir comprimé plus ou moins ses fibres sur l'ensemble de sa surface, découper ses joints suivant le rayon recherché de la coque de barrique ou du fût.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on découpe les joints un par un de la douelle, en mettant en oeuvre les étapes suivantes :
- on supprime la compression appliquée à la douelle ;
- on déplace la douelle pour réaliser un premier alignement de jointage ;
- on applique à nouveau ladite compression à la douelle ainsi positionnée ;
- on découpe le premier joint de ladite douelle ;
- on supprime à nouveau la compression appliquée à la douelle ;
- on déplace la douelle pour réaliser un deuxième alignement de jointage ; - on applique à nouveau ladite compression à la douelle ainsi positionnée ; et - on découpe le deuxième joint de ladite douelle.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le cintrage de la douelle est réalisé à l'aide d'une presse et la découpe des joints à l'aide d'une machine distincte.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cintrage des douelles et la découpe des joints sont réalisés à l'aide d'une même machine comprenant une presse.
5. Dispositif de cintrage, compression, jointage des douelles de toute largeur même très faible afin de fabriquer des coques de barriques ou de fûts avec des douelles préalablement écourtées, dolées, évidées totalement ou partiellement, caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de cintrage selon la direction longitudinale à la forme souhaitée pour appliquer une pression à ladite douelle d'abord en son centre puis vers ses extrémités, utilisés simultanément à ; - des moyens de maintien et de compression suivant l'épaisseur, utilisés simultanément à ;
- des moyens pour maintenir simultanément la longueur de la face externe des douelles ;
- des moyens pour comprimer longitudinalement et simultanément la face interne des douelles ;
- des moyens de compression et de réduction de l'épaisseur des douelles selon leur porosité ;
- des moyens de découpe précis des deux faces formant les joints entre les douelles et suivant le rayon de la barrique ; et - des moyens de mise en place, de déplacement et d'éjection des douelles préalablement, pendant et après les opérations de cintrage, de compression et de jointage.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une presse de forme correspondant à la courbure finale souhaitée, la douelle étant disposée entre les parties supérieure et inférieure de cette presse, sa partie inférieure correspondant à une portion de l'intérieur de la barrique, et étant convexe dans le sens transversal et longitudinal, et étant munie de moyens chauffants ; et sa partie supérieure : - correspondant à la même portion symétrique de l'extérieur de la barrique ; - étant de forme concave dans le sens transversal ;
- étant mobile dans le sens vertical ; et
- ayant une courbure déformable dans le sens longitudinal, depuis une très faible courbure inverse au cintre recherché jusqu'à une courbure parallèle à celle de la partie inférieure ;
- pour exercer une pression tout d'abord au centre du cintre recherché, puis progressivement en direction des extrémités pour atteindre la forme du cintre recherché et maintenir en priorité les zones ou les fibres de la douelle sont soumises à de fortes contraintes ; - et pour comprimer la douelle préalablement cintrée sur l'ensemble de sa surface pour ramener son épaisseur initiale à une épaisseur au moins légèrement inférieure de façon proportionnelle à la porosité de la douelle observée initialement.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite partie supérieure de la presse est constituée par une pluralité de tronçons articulés entre eux par des systèmes élastiques de rappel par quoi la longueur totale de la partie supérieure est légèrement réduite lorsque celle-ci est amenée au cintre recherché par rapport à sa longueur lorsque cette partie supérieure est en position rectiligne, ceci étant assuré par la fragmentation en tronçons de la partie supérieure concave en petites longueurs proportionnelles à la courbure recherchée, articulées entre elles et suffisamment espacées l'une par rapport à l'autre pour permettre cette réduction de longueur qui assure le maintien des fibres externes et permet donc la compression longitudinale des fibres de la face interne de la douelle pendant l'opération de cintrage.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux bras de chaque côté de la presse articulés suivant l'axe de la barrique, servant de butée escamotable pour positionner très exactement la douelle par rapport aux parties supérieure et inférieure de la presse.
9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend deux outils de coupe rotatifs et indépendants situés et fixés de part et d'autre de la presse, mobiles en translation, et découpant l'un après l'autre les joints de la douelle déjà cintrée selon un plan passant par l'axe central de la barrique.
10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chaîne d'amenage et une chaîne d'évacuation situées de part et d'autre de la presse sur laquelle les douelles sont disposées transversalement et centrées, la première chaîne amenant une à une les douelles vers la presse.
11. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une centralisation des différentes commandes et une optimisation des séquences selon les caractéristiques générales ou particulières des douelles 12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que lesdites commandes sont automatisées.
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