FR2972955A1

FR2972955A1 - Method for sequential slicing of wood packages in e.g. small sawmill, before sending to customer for construction of wooden building, involves repeating transverse band cutting and removing steps until package is separated into parts

Info

Publication number: FR2972955A1
Application number: FR1100848A
Authority: FR
Inventors: Alberto Gomes; Serge Courbon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: FR2972955B1

Abstract

The method involves holding a wood package (P1), and cutting a transverse band of an upper layer or lower layer of the wood package by making two parallel saw cuts. The cut transverse band is removed, and the transverse band cutting and removing step is performed in a next layer of the wood package. The package holding step and the transverse band cutting and removing step are repeated until the package is separated into two distinct parts. An independent claim is also included for a device for sequential slicing of wood packages.

Description

La présente invention a trait à l'industrie de première transformation du bois, c'est à dire les métiers de la scierie, et plus précisément le conditionnement, après transformation, des pièces de bois en paquets avant l'envoi chez le client. The present invention relates to the primary wood processing industry, that is to say the trades of the sawmill, and more specifically the conditioning, after processing, of wood pieces in packages before sending to the customer.

Les scieries transforment les grumes, tronc abattus et ébranchés, en pièces de bois de sections diverses: madriers, bastaings, poutres, liteaux, ou planches. On distingue le sciage longitudinal permettant d'obtenir les sections voulues et le sciage transversal permettant de couper les éléments à la longueur voulue. Après transformation, les pièces de bois sont empilées pour constituer des paquets dont les sections peuvent atteindre un mètre et demi de coté et dont les longueurs peuvent atteindre six mètres. Le récent essor des constructions en bois impose désormais de nouvelles contraintes en terme de qualité. Ce besoin sera encore plus prononcé avec la mise en application des nouvelles normes BBC (Bâtiments Basse Consommation). Pour répondre à cette demande, les scieries, dont le principal métier est le sciage longitudinal, doivent intégrer à leur processus de fabrication des opérations supplémentaires telles que le rabotage, le séchage et le traitement. L'objectif est de livrer au client un produit stable, de bonne qualité et utilisable de suite. Cette démarche s'accompagne aussi d'une amélioration de la qualité de coupe transversale des extrémités des pièces de bois et du contrôle de leur longueur finale. Sawmills transform logs, trunks cut down and delimbed, into pieces of wood of various sections: planks, bastaings, beams, battens, or planks. We distinguish the longitudinal sawing to obtain the desired sections and the transverse sawing to cut the elements to the desired length. After processing, the pieces of wood are stacked to form packets whose sections can reach a meter and a half on the side and whose lengths can reach six meters. The recent growth of wooden constructions now imposes new constraints in terms of quality. This need will be even more pronounced with the implementation of the new BBC (Low Consumption Buildings) standards. To meet this demand, sawmills, whose main business is longitudinal sawing, must incorporate additional operations such as planing, drying and processing into their manufacturing process. The goal is to deliver to the customer a stable product, of good quality and usable immediately. This approach is also accompanied by an improvement in the cross-sectional quality of the ends of the pieces of wood and the control of their final length.

Les scieries industrielles, dont la production est supérieure à soixante milles mètres cube de bois par an, ont pour la plupart déjà intégré des procédés de découpes transversales à leur ligne de production. Ces opérations s'effectuent entre le sciage longitudinal et la mise en paquet. Les éléments sont recoupés un par un à la longueur voulue au moyen de lames circulaires à plaquettes carbures. Les coupes des extrémités des pièces ainsi obtenues sont propres et parfaitement perpendiculaires. -2- En revanche, les petites et moyennes scieries ne choisissent souvent pas cette solution. En effet, la modification de leur ligne demande un investissement conséquent et s'accompagne souvent d'une mécanisation de l'ensemble de la ligne. Industrial sawmills, which produce more than sixty thousand cubic meters of wood per year, have for the most part already integrated transverse cutting processes in their production line. These operations take place between longitudinal sawing and packing. The elements are cut one by one to the desired length by means of circular blades with carbide plates. The cuts of the ends of the pieces thus obtained are clean and perfectly perpendicular. On the other hand, small and medium-sized sawmills often do not choose this solution. Indeed, the modification of their line requires a significant investment and is often accompanied by mechanization of the entire line.

Par manque de budget et parfois de place, elles se tournent vers des solutions autonomes et déportées du reste de la ligne appelées « tronçonneuses à paquets ». Ces solutions réalisent la découpe transversale de l'ensemble des éléments d'un paquet simultanément. Elles permettent de recouper les extrémités d'un paquet ou de tronçonner le paquet en deux parties ou plus. Ces solutions se classent en trois catégories, toutes basées sur le procédé de scie à chaîne. La plus simple de ces solutions, et aussi la plus couramment utilisée dans les petites scieries, est la tronçonneuse à chaîne thermique portative. Elle est retenue essentiellement pour sa simplicité, son encombrement réduit et le faible investissement qu'elle représente. Toutefois, la qualité de coupe est médiocre. La perpendicularité de la coupe est aléatoire et dépend de l'opérateur. Cette solution permet seulement d'uniformiser grossièrement la longueur des pièces de bois constituants le paquet. L'autre alternative est la tronçonneuse sur socle mobile. Dans cette solution peu encombrante, la lame s'articule autour d'un pivot horizontal monté sur un socle mobile sur roues. L'opérateur place le dispositif à coté du paquet de sorte que la lame lui soit perpendiculaire. Par action sur un levier, il fait pivoter la lame pour effectuer la découpe. L'opérateur n'a pas à supporter le poids de la tronçonneuse. La qualité de coupe dépend ici du sol. For lack of budget and sometimes space, they turn to autonomous solutions and deported from the rest of the line called "chainsaws packets". These solutions perform the transverse cutting of all the elements of a package simultaneously. They allow to cut the ends of a package or cut the package into two or more parts. These solutions fall into three categories, all based on the chain saw process. The simplest of these solutions, and also the most commonly used in small sawmills, is the portable thermal chain saw. It is chosen mainly for its simplicity, its small size and the small investment that it represents. However, the quality of cut is poor. The perpendicularity of the cut is random and depends on the operator. This solution only makes it possible to roughly equalize the length of the wood pieces constituting the package. The other alternative is the chainsaw on mobile base. In this space-saving solution, the blade is articulated around a horizontal pivot mounted on a mobile base on wheels. The operator places the device next to the package so that the blade is perpendicular to it. By action on a lever, it rotates the blade to perform cutting. The operator does not have to support the weight of the chainsaw. The quality of cut depends here on the soil.

Cette solution n'est bien sûr utilisable que sur sols non accidentés. Enfin, la troisième catégorie reprend le principe ci-dessus intégré cette fois au sein de machines semi-automatisées ou automatisées. Dans cette catégorie, la perpendicularité de la coupe est assurée par la géométrie du châssis de la machine. This solution is of course usable only on uneven ground. Finally, the third category is based on the above principle integrated this time within semi-automated or automated machines. In this category, the perpendicularity of the cut is ensured by the geometry of the frame of the machine.

Le procédé de scie à chaîne propre aux dispositifs ci-dessus permet le tronçonnage d'éléments de sections importantes au moyen d'une mécanique simple et peu encombrante. D'où son emploi pour le tronçonnage de paquets de bois. Cependant, il souffre de deux défauts majeurs : Le premier défaut concerne l'entretien. Les chaînes nécessitent des 35 affûtages fréquents, jusqu'à plusieurs fois par jour selon l'utilisation. Sans ces affûtages, la durée de tronçonnage s'allonge. Le second défaut est une mauvaise qualité de coupe, même avec un chaîne affûtée. On constate des éclats sur les bords des éléments tronçonnés. Ceci est dû à la largeur importante de la chaîne, dépassant le centimètre. En 40 effet, la qualité de coupe du bois dépend entre autres de la largeur de la lame. Ce paramètre est appelé « trait de scie ». La qualité de coupe est inversement proportionnelle à la valeur du trait de scie. Or, les tronçonneuses à chaîne font partie des procédés à fort trait de scie, ne permettant pas d'obtenir de bonnes qualités de coupe. The chain saw method specific to the above devices allows the cutting of large section elements by means of a simple and compact mechanics. Hence its use for cutting logs of wood. However, it suffers from two major flaws: The first fault concerns maintenance. Chains require frequent sharpening, up to several times a day depending on use. Without these sharpenings, the cutting time lengthens. The second defect is poor cutting quality, even with a sharpened chain. There are chips on the edges of the cut elements. This is due to the large width of the chain, exceeding one centimeter. In fact, the cutting quality of the wood depends inter alia on the width of the blade. This parameter is called "kerf". The quality of the cut is inversely proportional to the value of the kerf. However, chain saws are part of the high-kerf methods, not allowing to obtain good cutting qualities.

Les scieurs sont désormais soumis à des contraintes d'améliorations de productivité et de qualité. Les deux défauts majeurs des tronçonneuses à paquets actuelles ne sont pas compatibles avec ces nouvelles contraintes. Ces défauts proviennent essentiellement du procédé de coupe par chaîne. Sawyers are now subject to constraints of productivity and quality improvements. The two major defects of current packet saws are not compatible with these new constraints. These defects come mainly from the chain cutting process.

La problématique première est la mise en place d'un procédé de découpe transversale de paquets de fortes sections avec un faible trait de scie et un entretien réduit. The main problem is the implementation of a process of transverse cutting of packs of large sections with a low kerf and reduced maintenance.

Un autre procédé de coupe utilisé dans la filière bois est la scie à ruban. Another cutting method used in the wood industry is the band saw.

La mise en oeuvre de ce type de scie nécessite une mécanique encombrante. Elle est essentiellement utilisée dans la découpe longitudinale des bois. Une adaptation de ce procédé existe déjà pour la découpe transversale des pièces d'acier de faible section. Cependant, la bande en elle même demande un entretien aussi important que les chaînes. La découpe transversale de paquets de bois par scie à ruban n'apparaît pas intéressante de par la fréquence des opérations d'affûtage et un encombrement important. The implementation of this type of saw requires cumbersome mechanics. It is mainly used in the longitudinal cutting of wood. An adaptation of this method already exists for the transverse cutting of the steel parts of small section. However, the tape itself requires as much maintenance as the channels. The transverse cutting of wood bundles by band saw does not appear interesting because of the frequency of the sharpening operations and a large bulk.

Le troisième procédé de coupe déjà utilisé pour le bois est la lame de scie circulaire à plaquettes carbures. Ce type de lame est fortement employé dans les opérations de délignage pour son entretien réduit et ses performances de coupe excellentes. Elle est aussi utilisée en découpe transversale, notamment pour la découpe des grumes. Cependant, de par sa conception et l'axe traversant cette lame, l'épaisseur à découper doit être inférieure au rayon de la lame diminué du rayon de son axe. Autrement dit, tronçonner un paquet de section d'un mètre et demi de coté nécessiterai l'utilisation d'une lame de plus de trois mètres de diamètre ou de deux lames superposées de plus d'un mètre et demi. L'encombrement du dispositif serait alors bien trop important. De plus, pour des questions de rigidité, le trait de scie de ce type de lame est propositionnel à son diamètre. Ainsi, le trait de scie obtenu avec une lame de un mètre et demi est de l'ordre du centimètre. La qualité de coupe ne serait alors pas meilleure qu'avec une scie à chaîne. Pour bénéficier des avantages de la lame circulaire en conservant une qualité de coupe acceptable, c'est à dire sans éclats sur les bords, le diamètre de la lame doit être inférieur à 1 mètre. La problématique est alors la découpe transversale d'un paquet de bois au moyen d'une ou plusieurs lames circulaires dont le rayon est au moins trois fois inférieur à la section des dits paquets. 3 Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de résoudre cette problématique en tenant compte du fait que le paquet de bois est constitué de plusieurs éléments empilés. De ce fait, sa section est elle-même constituée de plusieurs couches distinctes. Une façon de réduire le diamètre de lame nécessaire est de tronçonner le paquet couche par couche. Le procédé selon l'invention se propose de tronçonner le paquet (Pl) en découpant puis en retirant une bande transversale dans chaque couche, de manière successive. The third cutting method already used for wood is the circular saw blade with carbide inserts. This type of blade is widely used in edging operations for its reduced maintenance and excellent cutting performance. It is also used in transverse cutting, especially for cutting logs. However, by design and the axis passing through this blade, the thickness to be cut must be less than the radius of the blade minus the radius of its axis. In other words, cutting a one-and-a-half meter sectional section will require the use of a blade of more than three meters in diameter or two superimposed blades of more than one and a half meters. The size of the device would be much too important. In addition, for rigidity issues, the kerf of this type of blade is propositional to its diameter. Thus, the kerf obtained with a blade of one and a half meters is of the order of one centimeter. The quality of cut would not be better than with a chain saw. To benefit from the advantages of the circular blade while maintaining an acceptable cutting quality, ie without splinters on the edges, the diameter of the blade must be less than 1 meter. The problem is then the transverse cut of a wooden package by means of one or more circular blades whose radius is at least three times smaller than the section of said packages. The method and the device according to the invention make it possible to solve this problem taking into account the fact that the wooden package consists of several stacked elements. As a result, its section is itself made up of several distinct layers. One way to reduce the required blade diameter is to cut the package layer by layer. The method according to the invention proposes to cut the package (P1) by cutting and then removing a transverse strip in each layer, successively.

Le retrait de chaque bande découpée permet la découpe de la couche suivante. En premier lieu, le sous ensemble de coupe comporte un bras horizontal (Ml) au bout duquel sont placées deux lames circulaires (M2). Les dites lames sont parallèles et disposées de part et d'autre du bras en opposition. The removal of each cut strip allows the cutting of the next layer. In the first place, the subassembly comprises a horizontal arm (Ml) at the end of which are placed two circular blades (M2). Said blades are parallel and arranged on opposite sides of the arm.

Elles sont fixées par une de leurs faces respectives sur un même pivot (M3) solidaire du bras. Aucun élément n'est saillant à l'autre face respective des lames. Elles sont animées par un même mouvement de rotation autour de ce pivot au moyen d'une motorisation (M4) disposée à l'autre extrémité du bras. L'axe du dit pivot est lui-même horizontal et perpendiculaire à l'axe longitudinal du dit bras. Le diamètre des lames est supérieur à la section du bras. Ce sous ensemble constitue le bras de coupe. Par une liaison glissière avec un chariot (M9), lui-même lié à un portique par une liaison glissière perpendiculaire, ce bras peut effectuer indépendamment un mouvement de translation suivant son propre axe longitudinal et un autre mouvement de translation suivant un plan vertical. Le paquet de bois (Pl) est disposé perpendiculairement au bras. En retrait par rapport au paquet, le bras effectue tout d'abord un déplacement vertical pour se positionner de sorte que sa face supérieure soit tangente à la face inférieure du paquet. Animé d'un mouvement de translation suivant son axe longitudinal (X), le bras de coupe réalise, par ses deux lames, deux traits de scie parallèles (Dl) et transversaux au paquet sur sa face inférieure. Une bande est alors découpée dans les couches inférieures constituants le paquet. Après le retrait complet du bras, la bande ainsi découpée se détache du paquet sous l'effet de la gravité et tombe au droit de celui ci dans un tapis d'évacuation. L'espace ainsi obtenu dans le paquet permet au bras, par un nouveau positionnement vertical, de découper les couches suivantes. Si la bande découpée ne s'est pas détachée sous l'effet de la gravité, le bras de coupe est équipé en son extrémité d'un poussoir incliné (M7) permettant, par la translation du bras lors de la découpe de la couche suivante, le décollement de cette bande. Ce cycle se répète alors jusqu'à la découpe de la section complète du paquet d'où l'expression tronçonnage séquentiel. A noter que ce cycle peut s'effectuer en débutant par la face supérieure 2972955 -5- They are fixed by one of their respective faces on the same pivot (M3) integral with the arm. No element is salient to the other respective face of the blades. They are driven by the same rotational movement around the pivot by means of a motor (M4) disposed at the other end of the arm. The axis of said pivot is itself horizontal and perpendicular to the longitudinal axis of said arm. The diameter of the blades is greater than the section of the arm. This subassembly constitutes the cutting arm. By a sliding connection with a carriage (M9), itself linked to a gantry by a perpendicular slide connection, this arm can independently perform a translational movement along its own longitudinal axis and another translational movement along a vertical plane. The wooden package (P1) is arranged perpendicularly to the arm. Set back from the package, the arm first moves vertically to position itself so that its top face is tangent to the underside of the package. Animated by a translation movement along its longitudinal axis (X), the cutting arm produces, by its two blades, two parallel saw cuts (D1) and transverse to the package on its lower face. A strip is then cut in the lower layers constituting the package. After the complete removal of the arm, the strip thus cut away from the package under the effect of gravity and falls right therein in a carpet evacuation. The space thus obtained in the package allows the arm, by a new vertical positioning, to cut the following layers. If the cut strip has not detached under the effect of gravity, the cutting arm is equipped at its end with an inclined pusher (M7) allowing, by the translation of the arm during the cutting of the next layer , the detachment of this band. This cycle is then repeated until the cutting of the complete section of the packet, hence the expression "sequential cut-off". Note that this cycle can be performed starting with the upper face 2972955 -5-

du paquet. Le poussoir (M7) est alors droit et non plus incliné. Sa fonction est alors de pousser la bande découpée. Les dessins annexés illustrent l'invention : - la figure 1 représente, en vue perspective, le sous ensemble « bras de coupe » - la figure 2 représente, en vue perspective en contre plongée, le bras de coupe réalisant la découpe de la couche inférieure du paquet, la flèche représentant le mouvement d'avance du bras. - la figure 3 représente, en vue perspective en contre plongée, le bras de coupe réalisant la découpe de la couche suivante, après le retrait des éléments découpés dans la couche inférieure. - la figure 4 représente la même étape en coupe de face. La flèche X indique le déplacement du bras lors de la coupe d'une couche. La flèche Y indique le déplacement après chaque étape de coupe, permettant le repositionnement du bras pour la découpe de la couche suivante. Dans un mode de réalisation particulier , le paquet (Pl) repose sur des tréteaux dont la position est réglable en fonction de la longueur du paquet. Chaque tréteau dispose d'un système de bridage permettant le maintien du paquet lors de la découpe. Le portique, supportant le dispositif de coupe, peut se déplacer de manière longitudinale au paquet pour permettre à l'opérateur de sélectionner la position de la coupe. Le paquet reste fixe. of the package. The pusher (M7) is then straight and not inclined. Its function is then to push the cut strip. The attached drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents, in perspective view, the subassembly "cutting arm"; FIG. 2 represents, in a perspective view against a dive, the cutting arm making the cutting of the lower layer; of the package, the arrow representing the forward movement of the arm. - Figure 3 shows, in perspective view against diving, the cutting arm performing the cutting of the next layer, after removal of the cut elements in the lower layer. - Figure 4 shows the same step in front section. The X arrow indicates the movement of the arm when cutting a layer. The Y arrow indicates the displacement after each cutting step, allowing the repositioning of the arm for cutting the next layer. In a particular embodiment, the package (P1) rests on trestles whose position is adjustable depending on the length of the package. Each trestle has a clamping system for maintaining the package during cutting. The gantry, supporting the cutting device, can move longitudinally to the package to allow the operator to select the position of the cut. The package remains fixed.

35 Dans un autre mode de réalisation particulier, ce déplacement longitudinal relatif entre le paquet et le système de coupe est déterminée par l'avance du paquet sur un convoyeur. Le système de coupe est fixe longitudinalement.In another particular embodiment, this relative longitudinal displacement between the package and the cutting system is determined by advancing the package on a conveyor. The cutting system is fixed longitudinally.

5 10 15 20 25 30 40 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux petites et 5 moyennes scieries pour la découpe de paquets de bois. Le dispositif permet aussi le tronçonnage de paquets constitués de plateaux empilés. L'emploi du dispositif selon l'invention peut aussi être généralisé à toute industrie où des paquets de produits doivent être tronçonnés avec une qualité de coupe nécessitant l'emploi de scies circulaires de diamètre inférieur à la 10 section des paquets. The device according to the invention is particularly intended for small and medium-sized sawmills for cutting wooden bundles. The device also allows the cutting of packages consisting of stacked trays. The use of the device according to the invention can also be generalized to any industry where packages of products have to be cut with a quality of cut requiring the use of circular saws of diameter smaller than the section of the packages.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of sequential cutting of packs of wood characterized in that it comprises the following steps: - Immobilize a pack of wood (P 1). - Cut a transverse band on the lower or upper layer of the pack by making 2 parallel saw cuts (D1). - Evacuate the said band. - Repeat the 2 operations in the next layer. - Repeat the cycle until the separation of the said packet into 2 distinct parts.

2. Method according to claim 1, characterized in that each cut strip is immediately discharged under the effect of gravity or by the translation of a mechanical pusher.

3. Device for implementing the method of claim 1 characterized in that it comprises mainly: - A cutting arm (Ml) equipped on one of its ends with 2 circular blades (M2) kinematically linked by the same movement rotation around the same axis. - A movable carriage (M9) allowing the cutting arm to perform 2 independent translational movements. - A pusher (M7) 30

4. Device according to claim 3 characterized in that the two circular blades (M2), vertical and disposed on either side of the section of said arm, see their outer face to said arm devoid of any projecting element. 35

5. Device according to claim 3 characterized in that the cutting arm (M1) is equipped at its end with an inclined or straight pusher (M7) performing, by the translation of said arm during the cutting of a layer, the evacuation of the band previously cut. 25 40