FR3120000A1 - Couteau pour lame circulaire pour la coupe de végétaux et lame circulaire comprenant de tels couteaux - Google Patents

Abstract

Couteau pour lame ci rculaire pour la coupe de végét aux et lame circulaire comprenant de tels couteaux Le couteau est configuré pour être monté de manière amovible sur un disque (4) d’une lame circulaire (2), le disque (4) présentant un axe central (A). Le couteau a une dent de coupe radiale (44) possédant une arête de coupe radiale (46) présentant une première extrémité (46A) et une deuxième extrémité (46B), le couteau étant configuré de telle manière que, l’arête de coupe radiale (46) fait un angle d’inclinaison (ω) non nul avec l’axe central (A) du disque (4) lorsque le couteau est monté sur le disque (4), de telle sorte que l’une parmi la première extrémité (46A) et la deuxième extrémité (46B) de l’arête de coupe radiale (46) est plus proche de l’axe centrale (A) que l’autre. Figure pour l'abrégé : Figure 6

Description

Couteau pour lame circulaire pour la coupe de végétaux et lame circulaire comprenant de tels couteaux

La présente invention concerne le domaine de la taille des végétaux tels que des arbres, et en particulier le domaine des lames circulaires munies d’organes coupants montés de manière amovible sur un disque.

Une abatteuse est un outil de coupe qui possède une lame circulaire de grand diamètre et qui est généralement monté sur un engin motorisé possédant un bras articulé permettant de manipuler l’abatteuse pour abattre des arbres en coupant leur tronc.

La lame circulaire comprend avantageusement un disque portant à sa périphérie des organes coupants (ou « couteaux ») montés de manière amovible sur le disque, ce qui permet de remplacer les couteaux lorsqu’ils sont cassés ou usés.

US5261306A divulgue une lame circulaire pouvant équiper une abatteuse, la lame circulaire comprenant des couteaux qui sont fixés de manière amovible sur le disque à l’aide de vis de fixation traversant les couteaux.

Un inconvénient d’une telle lame circulaire réside dans le fait que les couteaux cassent de temps à autre au cours des opérations d’abattage.

Ceci peut nuire à la qualité de l’abattage qui est réalisé et nécessite d’interrompre les opérations d’abattage pour remplacer le(s) couteau(x) cassé(s). Le remplacement d’un couteau rompu peut s’avérer difficile, par exemple lorsqu’une tête d’une vis de fixation est elle-même rompue, ce qui nécessite d’extraire la tige filetée de la vis de fixation pour pouvoir installer une nouvelle vis de fixation.

Ces opérations réalisées sur site sont chronophages et coûteuses, et augmentent le temps pendant lequel le domaine forestier sur lequel les opérations de coupe sont réalisées est exposé aux rejets et/ou aux fuites de gaz ou de liquides nuisibles (carburant, huile de lubrification, gaz d’échappement…).

Par ailleurs, il est souhaitable de proposer une lame circulaire qui permette de réaliser une coupe satisfaisante des végétaux.

Un des buts de l’invention est de proposer un couteau pouvant être monté de manière amovible sur un disque de manière à réaliser une lame circulaire qui permette de réaliser une coupe satisfaisante des végétaux.

A cet effet, l’invention propose un couteau configuré pour être monté de manière amovible sur un disque d’une lame circulaire, le disque présentant un axe central, le couteau ayant une dent de coupe radiale possédant une arête de coupe radiale présentant une première extrémité et une deuxième extrémité, le couteau étant configuré de telle manière que, l’arête de coupe radiale fait un angle d’inclinaison non nul avec l’axe central du disque lorsque le couteau est monté sur le disque, de telle sorte que l’une parmi la première extrémité et la deuxième extrémité de l’arête de coupe radiale est plus proche de l’axe centrale que l’autre.

Selon des modes de réalisation particuliers, le couteau comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- l’angle d’inclinaison est compris entre -5° et 5°, de préférence entre -3° et 3°, en vue suivant une direction tangentielle de référence passant par l’arête de coupe lorsque le couteau est monté sur le disque ;

- l’angle d’inclinaison est compris entre -5° et -1° ou entre 1° et 5°, en particulier entre -3° et -1° ou entre 1° et 3° ;

- le couteau est configuré de telle manière que l’arête de coupe radiale se situe dans un plan radial contenant l’axe central du disque lorsque le couteau est monté sur le disque ;

- il comprend en outre une dent de coupe axiale possédant une arête de coupe axiale agencée de manière à être située devant l’arête de coupe radiale en s’étendant tangentiellement vers l’avant et radialement vers l’intérieur à partir de l’arête de coupe radiale ;

- l’arête de coupe radiale et l’arête de coupe axiale se rejoigne en formant une arête en forme de « L » dont une branche est définie par l’arête de coupe radiale et l’autre branche est définie par l’arête de coupe axiale ;

- le couteau est configuré de telle manière que l’arête de coupe axiale s’étend sensiblement dans un plan transversal perpendiculaire à l’axe central lorsque le couteau est monté sur le disque ;

- le couteau est configuré de telle manière que, lorsque le couteau est monté sur le disque, l’arête de coupe axiale fait avec une direction tangentielle de référence passant par l’arête de coupe, un angle non nul compris entre 42° et 47°;

- en vue suivant la direction de l’arête de coupe radiale, l’arête de coupe axiale fait un angle compris entre 85° et 95° avec une face d’attaque de la dent de coupe radiale ;

- lorsque le couteau est monté sur le disque, l’ange d’attaque de l’arête de coupe radiale est compris entre 42° et 47°, l’angle taillant de l’arête de coupe radiale est compris entre 42° et 47°, et /ou l’angle de dépouille de l’arête de coupe radiale est compris entre 5° et 10°.

L’invention concerne aussi un ensemble de couteaux pour une lame circulaire, chacun des couteaux étant configuré pour être monté de manière amovible sur un disque d’une lame circulaire, les couteaux étant tels que définis ci-dessus, les couteaux incluant des premiers couteaux dont l’arête de coupe radiale est inclinée par rapport à l’axe central de telle sorte que la première extrémité est plus éloignée de l’axe central que la deuxième extrémité et des deuxièmes couteaux dont l’arête de coupe radiale est inclinée par rapport à l’axe central de telle sorte que la première extrémité est plus proche de l’axe central que la deuxième extrémité.

L’invention concerne également une lame circulaire comprenant un disque et un ensemble de couteaux tels que défini ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier, dans laquelle les premiers couteaux et les deuxièmes couteaux sont disposés circonférentiellement en alternance sur le disque.

L’invention concerne encore une abatteuse comprenant une lame circulaire telle que définie ci-dessus.

L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

- la est une vue de dessus d’une lame circulaire comprenant un disque et des couteaux montés de manière amovible sur le disque ;

- la est une vue de détail de la zone II sur le , illustrant un couteau reçu dans un logement correspondant du disque;

- la est une vue analogue à celle de la , le couteau étant représenté hors de son logement ;

- la est une vue en perspective du couteau ;

- la est une vue en perspective illustrant l’insertion du couteau dans son logement ;

- la illustres deux couteaux munies d’arêtes de coupe radiale présentent des inclinaisons opposées ;

- la est une vue en perspective d’une abatteuse équipée de la lame circulaire de la .

La lame circulaire 2 illustrée sur la est configurée pour la coupe de végétaux, par exemple pour la coupe du bois, en particulier pour l’abattage d’arbres.

La lame circulaire 2 est configurée pour être montée sur un outil de coupe, par exemple sur une abatteuse, l’outil de coupe pouvant être lui-même monté à l’extrémité d’un bras articulé d’un engin.

La lame circulaire 2 présente un axe central A. La lame circulaire 2 est configurée pour être entraînée en rotation autour de l’axe central A dans un sens de rotation avant pour la coupe de végétaux. Sur la Figure 1, le sens de rotation avant est le sens horaire, comme illustré par la flèche S.

La lame circulaire 2 possède un disque 4 centré sur l’axe centrale A et une pluralité de couteaux 6 montés de manière amovible à la périphérie du disque 4. Le disque 4 est configuré pour être monté sur un arbre (non représenté) pour son entraînement en rotation, et configuré pour supporter les couteaux 6.

Lors de la rotation du disque 4 dans le sens de rotation avant S et de l’application du disque 4 contre un végétal, chaque couteau 6 se déplace tangentiellement et vient en contact avec le végétal pour le couper.

Dans la suite de la description, les termes « avant » et « arrière » s’entendent par référence au déplacement tangentiel (ou déplacement « orthoradial ») d’un couteau 6 lors de la rotation du disque 4 dans le sens de rotation avant S.

Le nombre de couteaux 6 est par exemple compris entre huit et seize. Dans un exemple de réalisation particulier, le nombre de couteaux 6 est égal à douze.

Avantageusement, comme cela sera décrit plus en détails par la suite, les couteaux 6 sont configurés pour une coupe « en biais », le lame circulaire 2 possédant de préférence une alternance de couteaux 6 pour une coupe en biais à gauche et une coupe en biais en droit (en considérant le sens de déplacement orthoradiale des couteaux 6 lors de la rotation du disque 4 dans le sens de rotation avant S).

Le disque 4 possède à sa périphérie une pluralité de logements 8, chaque logement 8 étant configuré pour recevoir un couteau 6 respectif.

Les couteaux 6 sont analogues entre eux, et les logements 8 sont analogues entre eux. Un seul couteau 6 et son logement 8 associé seront décrits en détail par la suite, en référence aux Figures 2 à 5.

Comme visible en particulier sur les Figures 3 et 5, le logement 8 présente la forme d’une encoche ménagée dans un bord périphérique 9 du disque 4 et débouchant sur le bord périphérique 9 du disque 4 par une ouverture 10.

Le logement 8 possède une paroi arrière 12, une paroi de fond 14 et une paroi avant 16. La paroi arrière 12 et la paroi avant 16 sont situées en regard l’une de l’autre. La paroi de fond 14 est située en regard de l’ouverture 10.

La paroi arrière 12 s’étend depuis un bord arrière 12A, situé sur le bord périphérique 9, vers le fond du logement 8. La paroi avant 16 s’étend depuis un bord avant 16A, sur le bord périphérique 9, vers le fond du logement 8. Le bord arrière 12A et le bord avant 16A délimitent entre eux l’ouverture 10. La paroi de fond 14 s’étend entre la paroi arrière 12 et la paroi avant 16.

De préférence, la paroi arrière 12 est sensiblement plane et tournée radialement vers l’intérieur et tangentiellement vers l’avant. En chaque point de la paroi arrière 12, la normale à la paroi arrière 12 est dirigée radialement vers l’intérieur et tangentiellement vers l’avant.

De préférence, en vue axiale (suivant l’axe central A) de dessus, et comme illustré sur la , la paroi arrière 12 définit, avec une direction radiale DR relativement à l’axe central A et passant par le bord arrière 12A, un angle θ compris entre 40° et 50°. Dans un exemple de réalisation particulier, l’angle θ est égal à 45°.

Avantageusement, la paroi de fond 14 est sensiblement plane et tournée tangentiellement vers l’avant, et, de préférence, radialement vers l’extérieur. En chaque point de la paroi de fond 12, la normale à la paroi de fond est dirigée tangentiellement vers l’arrière, et, de préférence, radialement vers l’extérieur.

La paroi arrière 12 et la paroi de fond 14 sont inclinées l’une par rapport à l’autre. La paroi arrière 12 et la paroi de fond 14 définissent un angle non nul entre elles.

De préférence, en vue axiale, comme illustré sur la , la paroi arrière 12 et la paroi de fond 14 définissent entre elles un angle φ compris entre 115° et 125°. Dans un exemple de réalisation particulier, l’angle φ est égal à 120°.

La paroi avant 16 est par exemple tournée radialement vers l’extérieur et tangentiellement vers l’arrière. De préférence, la paroi avant 16 est plane et sensiblement parallèle à la paroi arrière 12.

Dans un exemple de réalisation, le disque 4 est muni, à l’intérieur du logement 8, d’un trou de fixation 18 s’étendant suivant un axe de fixation F pour la fixation du couteau 6 à l’aide d’un organe de fixation 20, tel qu’une vis, possédant une tige filetée 22 s’étendant suivant l’axe de fixation F.

De préférence, l’axe de fixation F est situé dans un plan transversal, i.e. un plan perpendiculaire à l’axe central A.

Avantageusement, l’axe de fixation F est orienté de manière que l’organe de fixation 20 puisse être inséré dans le trou de fixation 18 et retiré du trou de fixation 18 suivant l’axe de fixation F en passant à travers l’ouverture 10.

Le trou de fixation 18 ne débouche pas sur la paroi arrière 12, et, de préférence, ne débouche pas sur la paroi de fond 14.

De préférence, en vue axiale de dessus, comme illustré sur la , l’axe de fixation F définit avec la direction radiale DR passant par le bord externe arrière 12A un angle η compris entre 42° et 47°. Dans un exemple de réalisation particulier, l’ange η est égal à 45°.

Dans un exemple de réalisation préféré, l’angle θ et l’angle η sont sensiblement égaux. Ainsi, l’axe de fixation F est avantageusement sensiblement parallèle à la paroi arrière 12 du logement 8.

Avantageusement, le trou de fixation 18 et l’organe de fixation 20 sont configurés de telle manière qu’il existe un jeu fonctionnel entre le trou de fixation 18 et l’organe de fixation 20. En d’autres termes, l’organe de fixation 20 est reçu dans le trou de fixation avec un jeu radial relativement à l’axe de fixation F.

Ceci évite une reprise par l’organe de fixation 20 des efforts subis par le couteau 6 en cours d’utilisation.

Dans un exemple de réalisation particulier, l’organe de fixation 20 est une vis de type M14 et le trou possède un diamètre interne de 18 mm, ce qui définit un jeu fonctionnel, radialement relativement à l’axe du trou de fixation 18, d’environ 1,1 mm.

Le trou de fixation 18 est par exemple ménagé dans un élément de fixation 24 situé à l’intérieur du logement 8. Le trou de fixation 18 traverse par exemple l’élément de fixation 24 de part en part.

L’élément de fixation 24 est de préférence disposé sur la paroi avant 16 du logement 8, et fait par exemple saillie de la paroi avant 16 vers la paroi arrière 12.

Dans un exemple de réalisation particulier, l’élément de fixation 24 est rapporté et fixé rigidement sur la paroi avant 16. Il peut être soudé sur la paroi avant 16.

L’élément de fixation 24 est décalé vers l’intérieur du logement 8 par rapport à l’ouverture 10. L’élément de fixation 24 est situé à une distance D ( ) de l’ouverture 10. Au moins une portion libre de la paroi avant 16 s’étend entre l’élément de fixation 24 et l’ouverture 10.

Optionnellement, le logement 8 possède, au niveau de l’ouverture 10, une protubérance en saillie de la paroi arrière 12 ou de la paroi avant 16 de telle sorte que l’ouverture 10 est moins large qu’écartement E entre la paroi arrière 12 et la paroi avant 16 dans une zone du logement 8 adjacente à de l’ouverture 10. Ceci permet d’empêcher une extraction du couteau 6 hors du logement 8 par l’ouverture 10.

Dans l’exemple de réalisation illustré, comme visible sur la , le logement 8 possède, au niveau de l’ouverture 10, une protubérance 26 en saillie de la paroi avant 16 du logement 8.

Optionnellement, le logement 8 présente un renfoncement 28 destiné à recevoir une saillie de retenue prévue sur le couteau 6 et configurée pour s’opposer à une extraction du couteau 6 hors du logement 8 par l’ouverture 10 lorsque cette saillie de retenue est reçue dans le renfoncement 28.

Le renfoncement 28 est par exemple prévu à proximité de la paroi de fond 14 du logement 8. Dans un exemple de réalisation particulier, le renfoncement 28 est délimité entre la paroi de fond 14 et l’élément de fixation 24.

Optionnellement, le logement 8 possède un dégagement 30 configuré pour recevoir un écrou de fixation 32 ( ) destiné à être vissé sur la tige filetée 22 de l’organe de fixation 20.

Le dégagement 30 est par exemple prévu pour permettre l’insertion de l’écrou de fixation 32 en empêchant sa rotation lors du vissage de l’organe de fixation 20. Ceci évite d’utiliser un outil pour bloquer l’écrou de fixation 32 en rotation lors du vissage de l’organe de fixation 20.

La distance du bord arrière 12A de l’ouverture 10 du logement 8 à l’axe centrale A est strictement supérieure à la distance du bord avant 16A de l’ouverture 10 du logement 8 à l’axe central A. Le bord avant 16A est radialement en retrait par rapport au bord arrière 12A de l’ouverture 10

De préférence, entre deux logements 8 adjacents, le bord périphérique 9 du disque 4 possède une surface de guidage 34 dont la distance à l’axe central A diminue progressivement lorsque l’on se déplace du logement 8 situé en avant vers le logement 8 adjacent situé en arrière.

Ceci permet de prévoir chaque logement 8 avec un bord arrière 12A radialement avancé permettant de définir une paroi arrière 12 étendue pour limiter la concentration de contraintes, et un bord avant 16A radialement en retrait par rapport au bord arrière 12A pour permettre au couteau 6 reçu dans le logement 8 de pénétrer dans la matière à couper.

Le couteau 6 est configuré pour être monté de manière amovible sur le disque 4 en étant en partie inséré dans le logement 8, en en faisant saillie par l’ouverture 10 pour assurer la coupe des végétaux lors de la rotation du disque 4.

Plus particulièrement, le couteau 6 comprend une partie de montage 40 configurée pour être insérée de manière amovible dans le logement 8, et une partie coupante 42 configurée pour faire saillie du disque 4 à travers l’ouverture 10 pour assurer la coupe des végétaux lors de la rotation du disque 4.

La partie de montage 40 est configurée pour son insertion dans le logement 8 sensiblement parallèlement à l’axe central A du disque 4, la partie de montage 40 insérée dans le logement 8 étant retenue dans le logement 8 perpendiculairement à l’axe central A par complémentarité de forme entre la partie de montage 40 et le logement 8.

La partie coupante 42 possède une dent de coupe radiale 44 possédant une arête de coupe radiale 46. L’arête de coupe radiale 46 est délimitée à la jonction entre une face d’attaque 48 et une face de dépouille 50.

De préférence, l’arête de coupe radiale 46 est coplanaire avec l’axe centrale A. L’arête de coupe radiale 46 est située dans un plan radial incluant l’axe centrale A et un rayon passant par l’arête de coupe radiale 46.

Lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, l’arête de coupe radiale 46 définit, avec l’axe central A, un angle ω ( ) compris entre -5° et + 5°, de préférence un angle ω compris entre -3° et +3°.

A noter que sur la , l’angle ω de chacun des deux couteaux 6 illustrés est représenté par rapport à une direction parallèle à l’axe centrale A.

Comme indiqué plus en détails par la suite également, avantageusement, l’arête de chaque couteau 6 fait un angle non nul avec l’axe centrale A, en particulier un angle inférieur à -1° ou supérieur à +1°.

Lorsque l’arête de coupe radiale 46 est légèrement inclinée par rapport à l’axe central A, l’arête de coupe radiale 46 est configurée une coupe dite « en biais ».

L’arête de coupe radiale 46 possède une première extrémité 46A et une deuxième extrémité 46B.

De préférence, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la première extrémité 46A est une extrémité supérieure de l’arête de coupe radiale 46 et la deuxième extrémité 46B est une extrémité inférieure de l’arête de coupe radiale 46.

Lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, il existe une direction radiale de référence RR ( ) qui est radiale par rapport à l’axe central A du disque 4 et qui passe par la première extrémité 46A de l’arête de coupe radiale 46.

Lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, il existe une direction tangentielle de référence TR ( ) qui est perpendiculaire à la direction radiale de référence RR et passe par la première extrémité 46A de l’arête de coupe radiale 46.

Lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, et comme illustré sur la , la hauteur de coupe HC (la distance selon laquelle le couteau 6 peut pénétrer dans la matière à couper) correspond à la distance minimale entre la direction tangentielle de référence TR et la portion du bord périphérique 9 situé immédiatement en avant du logement 8 recevant le couteau 4.

Avantageusement, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, en vue axiale, la face d’attaque 48 de la dent de coupe axial 44 fait avec la direction radiale de référence un angle d’attaque γ compris entre 42° et 47°. Dans un exemple de réalisation, l’angle d’attaque γ est égal à 45°.

Avantageusement, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, en vue axiale, la face de dépouille 50 de la dent de coupe axial 44 fait avec la direction tangentielle de référence TR un angle de dépouille α compris entre 5° et 10°. Dans un exemple de réalisation particulier, l’angle de dépouille α est égal à 6°.

Avantageusement, la face d’attaque 48 et la face de dépouille 50 de la dent de coupe axial 44 font entre elles un angle taillant β compris entre 42° et 47°. Dans un exemple de réalisation, l’angle taillant β est égal à 45°.

Optionnellement, la partie coupante 42 comprend une dent de coupe axiale 54 possédant une arête de coupe axiale 56 s’étendant, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, tangentiellement vers l’avant et radialement vers l’intérieur par rapport à l’arête de coupe radiale 46.

L’arête de coupe axiale 56 est située par exemple à la jonction entre une face d’attaque 58 et une face de dépouille 60.

De préférence, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, l’arête de coupe axiale 56 s’étend dans un plan transversal, i.e. perpendiculaire à l’axe central A.

L’arête de coupe axiale 56 est située en avant de l’arête de coupe radiale 46 en considérant le déplacement du couteau 6 lors de la rotation du disque 4 dans le sens de rotation avant S, et s’étend obliquement par rapport à la direction tangentielle de référence TR.

L’arrête de coupe axiale 56 possède une première extrémité 56A adjacente à l’arête de coupe radiale 46 et une deuxième extrémité 56B éloignée de l’arête de coupe radiale 46.

De préférence, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque, la première extrémité 56A est une extrémité arrière de l’arête de coupe axiale 56 et la deuxième extrémité 56B est une extrémité avant de l’arête de coupe axiale 56.

La deuxième extrémité 56B est située en avant par rapport à la première extrémité 56A en considérant le sens de rotation avant S du disque 4 pendant les opérations de coupe.

La deuxième extrémité 56B est décalée radialement vers l’intérieur par rapport à la première extrémité 56A. La distance entre la première extrémité 56A et l’axe central A est plus grande que la distance entre la deuxième extrémité 56B et l’axe central A.

De préférence, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, l’arête de coupe axiale 56 fait avec la direction tangentielle de référence TR un angle σ non nul compris entre 42° et 47°. Dans un exemple de réalisation, l’angle σ est égal à 45° ( ).

De préférence, comme illustré sur la , en vue suivant la direction de l’arête de coupe radiale 46, l’arête de coupe axiale 56 se projette vers l’avant par rapport à l’arête de coupe radiale 46 en faisant un angle Ω compris entre 85° et 95°, en particulier un angle Ω de 90° avec la face d’attaque 48 de la dent de coupe radiale 44.

Dans un exemple de réalisation, l’arête de coupe radiale 46 et l’arête de coupe axiale 56 se rejoignent et forment une arête coupante en forme de « L ».

La partie de montage 40 possède une face arrière 62 destinée à venir en appui sur la paroi arrière 12 du logement 8.

De préférence, la face arrière 62 est sensiblement plane. La face arrière 62 est par exemple configurée pour un appui plan contre la paroi arrière 12 du logement 8.

Avantageusement, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la face arrière 62 est tournée radialement vers l’extérieur et tangentiellement vers l’arrière.

La face arrière 62 est oblique par rapport à la direction radiale de référence RR. Elle fait un angle non nul avec la direction radiale de référence R et un angle non nul avec la direction tangentielle de référence TR.

De préférence, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la face arrière 62 fait avec la direction radiale de référence RR un angle compris entre 42° et 47°. Dans un exemple de réalisation particulier, cet angle est égal à 45°.

Dans un exemple de réalisation préféré, la face arrière 62 est sensiblement parallèle avec la face d’attaque 48 de la dent de coupe radiale 44.

Ainsi, de préférence, l’ange définit entre la face arrière 62 et la direction radiale de référence RR et égal à l’angle d’attaque γ.

Avantageusement, la partie de montage 40 possède une face de fond 64 configurée pour venir en appui contre la paroi de fond 14 du logement 8.

De préférence, la face de fond 64 est sensiblement plane. La face de fond 64 est par exemple configurée pour venir en appui plan contre la paroi de fond 14 lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4.

La face arrière 62 et la face de fond 64 définisse entre elles un angle δ qui est de préférence compris entre 115° et 125°. Dans un exemple de réalisation particulier, l’angle δ est égal à 120°.

L’angle δ entre la face arrière 62 et la face de fond 64 est égal à l’angle φ entre la paroi arrière 12 et la paroi de fond 14 contre lesquelles prennent appui respectivement la face arrière 62 et la face de fond 64 du couteau 6.

Avantageusement, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la face de fond 64 est tournée tangentiellement vers l’arrière, et, de préférence, radialement vers l’intérieur.

Avantageusement, la partie de montage 40 possède une face avant 66 destinée à venir en regard de la paroi avant 16 du logement 8. De préférence, la face avant 66 est plane est configurée pour venir en contact plan avec la paroi avant 16.

Lorsque le logement 8 est muni d’un trou de fixation 18, la partie de montage 40 possède un orifice de fixation 68 pour le passage de l’organe de fixation 20. L’orifice de fixation 68 est agencé de manière à être aligné avec le trou de fixation 18 suivant l’axe de fixation F lorsque la partie de montage 40 est insérée dans le logement 8.

L’orifice de fixation 68 est disposé sur la partie de montage 40 de telle sorte que l’orifice de fixation 68 ne débouche pas sur la face arrière 62, ni, le cas échéant, sur la face de fond 64. Ceci permet de conserver un face arrière 62 et une face de fond 64 de grande étendue et de limiter les concentrations de contraintes sur la face arrière 62 et la face de fond 64.

La partie de montage 40 comprend par exemple une portion d’appui 70 portant la face arrière 62 et la face de fond 64, et une portion de fixation 72 dans laquelle est ménagé l’orifice de fixation 68.

La face arrière 62 est située d’un côté arrière de la portion de fixation 72 et la portion d’appui 70 est disposée d’un côté avant de la portion de fixation 72, opposé à la face arrière 62. La portion de fixation 72 porte la face avant 66 de la partie de montage 40.

L’orifice de fixation 68 s’étend dans la portion de fixation 72 sans s’étendre dans la portion d’appui 70. En particulier, l’orifice de fixation 68 traverse la portion de fixation 72. L’orifice de fixation 68 ne débouche pas sur la face arrière 62, ni, le cas échéant, sur la face de fond 64.

La portion de fixation 72 possède une face externe 74 qui est tournée vers l’ouverture 10 lorsque le couteau 6 est reçu dans le logement 8, et une face interne 76 qui est tournée vers le fond du logement 8 lorsque le couteau 6 est reçu dans le logement 8. L’orifice de fixation 68 s’étend entre la face externe 74 et la face interne 76 de la portion de fixation 72.

La portion d’appui 70 est plus longue que la portion de fixation 72. La portion d’appui 70 possède une zone interne 78 qui s’étend au-delà de la face interne de la portion de fixation 72. La zone interne 78 porte la face de fond 64

Le couteau 6 définit une cavité 80 de réception de l’élément de fixation 24. La cavité 80 est délimitée par la portion d’appui 70 et la portion de fixation 72. En particulier, est délimitée par la face interne 76 de la portion de fixation 72 et la zone de fond 78 de la portion d’appui 70.

La partie de montage 40 présente une largeur prise entre la face arrière 62 et la face avant 66, qui est égale à la largeur E de la zone du logement 8 adjacente à l’ouverture 10 et supérieure à la largeur de l’ouverture 10. Une fois que la partie de montage 40 insérée dans le logement 8 suivant l’axe central A, ceci empêche la sortie la partie de montage 40 du logement 8 par l’ouverture 10.

La partie de montage 40 possède une saillie de retenue 82 prévue pour s’insérer dans le renfoncement 28 du logement 8 de manière à s’opposer à une extraction du couteau 6 hors du logement par l’ouverture 10.

La saillie de retenue 82 est située par exemple à une extrémité de la partie de montage 40 adjacente à la face de fond 64. La saillie de retenue 82 est prévue pour passer derrière l’élément de fixation 24 et s’accrocher derrière celui-ci pour s’opposer à une extraction de la partie de montage 40 par l’ouverture 10.

Avantageusement, la partie de montage 40 possède une facette de butée 84 configurée pour venir en appui contre la protubérance 26 pour s’opposer à la sortie de la portion de montage 40 du logement 8 par l’ouverture 10. La facette de butée 84 est par exemple prévue sur la portion de fixation 72 de la partie de montage 40, entre la face externe 74 de la portion de fixation 72 et la face avant 66.

Avantageusement, le logement 8 et la partie de montage 40 sont configurés de telle manière qu’une force exercée sur le couteau 6 poussant le couteau 6 vers le fond du logement 8, en particulier un effort dirigé dans un plan transversal et sensiblement parallèlement à la face arrière 62, génère un effort d’appui de la face arrière 62 contre la paroi arrière 12, et de préférence un effort d’appui de la face de fond 64 contre la paroi de fond 64. Une telle force exercée vers l’intérieur du logement 8 résulte par exemple d’une force de réaction subie par la partie coupante 42 du couteau 6 lors d’opération de coupe et/ou du fait serrage de l’organe de fixation 20.

En particulier, la partie de montage 40 est munie d’une facette d’appui 86 inclinée par rapport à la face arrière 62 et configurée pour venir en appui plan sur une zone d’appui 88 située dans le logement 8, ici sur l’élément de fixation 24, de telle sorte à convertir une force exercée sur le couteau 6 poussant le couteau 6 vers le fond du logement 8, en un effort d’appui de la face arrière 62 contre la paroi arrière 12, et de préférence un effort d’appui de la face de fond 64 contre la paroi de fond 14.

La portion de fixation 72 de la partie de montage 40 est configurée pour se loger entre l’élément de fixation 24 et l’ouverture 10, l’orifice de fixation 68 étant aligné avec le trou de fixation 18.

Pour le montage du couteau 6 dans le logement 8, la partie de montage 40 est insérée dans le logement 8 suivant l’axe central A du disque 4 ( ). La partie de montage 40 est configurée pour s’insérer de manière ajustée dans le logement 8. De préférence, l’ajustement est serré et la partie de montage 40 est insérable en force dans le logement 8.

La partie de montage 40 et le logement 8 possèdent des formes complémentaires, de telle sorte qu’une fois la partie de montage 40 insérée dans le logement 8, la partie de montage 40 et le logement 8 coopèrent pour empêcher tout mouvement du couteau 6 par rapport au disque 6 perpendiculairement à l’axe central A, et tout pivotement du couteau 6.

Du fait de la complémentarité de forme entre la partie de montage 40 et le logement 8, le couteau 6 est bloqué en translation et en rotation à l’intérieur du logement 8, excepté en translation parallèlement à l’axe central A pour permettre le montage et le démontage du couteau 6 sur le disque 4.

En particulier, le couteau 6 est empêché de se déplacer en perpendiculairement à l’axe central A dans le logement 8 par rapport au disque 4 et est empêché de pivoter dans le logement 8 par rapport au disque 4.

Lors d’opérations de coupe, le disque 4 est entraîné en rotation dans le sens de rotation avant S et est poussé radialement pour s’enfoncer dans la matière à couper.

La partie coupante 42 du couteau 6 vient en contact avec la matière à couper en se déplaçant tangentiellement du fait de la rotation du disque 4 autour de l’axe central A et radialement du fait du déplacement du disque 4 pour l’enfoncer dans la matière à couper.

Le couteau 6 subit une force de réaction possédant une composante tangentielle FT et une composante radiale FR.

Du fait de la composante tangentielle CT, la partie de montage 40 du couteau 6 est appliquée par sa face arrière 62 contre la paroi arrière 12 du logement 8.

La face arrière 62 étendue permet de répartir l’effort et évite les concentrations de contrainte. L’orientation de la face arrière 62 et de la paroi arrière 12 permet de maintenir la partie de montage 40 dans le logement 8 en sollicitant le couteau 6 vers l’intérieur du logement 8 et reprenant les sollicitations tendant à faire sortir le couteau 6 de son logement 8.

La face de fond 64 permet de reprendre une partie des efforts générés sur le couteau 6 par la composante radiale FR et par la composante tangentielle FT.

La prévision de la face arrière 62 et de la face de fond 64 inclinées l’une par rapport à l’autre et chacune tournée vers l’avant permet de stabiliser le couteau 6 en reprenant la majorité des efforts appliqués sur le couteau 6 via la face arrière 62 et la face de fond 64.

Le cas échéant, la protubérance 26 et/ou la saillie de retenue 68 bloque(nt) le couteau 6 en reprenant une partie des efforts tendant à faire sortir le couteau 6 de son logement 8.

L’organe de fixation 20 est peu sollicité par les efforts subis par le couteau 6 du fait des opérations de coupe. L’organe de fixation 20 est disposé à travers une portion de fixation 72 située sur la partie de montage 40 du côté opposé à la face arrière 62, et un élément de fixation 24 situé sur la paroi avant 16 du logement 8 opposée à la paroi arrière 12. L’organe de fixation 20 est donc situé du côté opposé à celui où son repris les contraintes dues à la force de réaction subie par le couteau 6 lors des opérations de coupe.

La fonction de l’organe de fixation 20 est donc principalement de retenir le couteau 6 dans le logement 8, notamment suivant la direction d’insertion du couteau 6 dans le logement 8 suivant de l’axe central A. Ceci limite le risque de rupture de l’organe de fixation 20.

Par ailleurs, l’arête de coupe radiale 46 et l’arête coupe axiale 56 permettent d’assurer une coupe propre et efficace de la matière à couper, en particulier d’un tronc d’arbre.

L’arête de coupe radiale 46 est sensiblement parallèle à l’axe central A et aux fibres du bois pendant la coupe. Elle permet aux couteaux 6 de retirer les fibres de bois par couches successives lors de l’avancée du disque 4 dans du bois.

L’arête de coupe axiale 56 oblique située devant l’arête de coupe radiale 46 permet, lors des opérations de coupe, de sectionner de manière nette les fibres de bois qui s’étendent sensiblement parallèlement à l’axe central A.

Dans un exemple de réalisation avantageux, et comme illustré sur la , la lame circulaire 2 comprend des premiers couteaux 6 chacun configuré pour que son arête de coupe radiale 46 soit inclinée par rapport à l’axe central A dans un premier sens lorsque le premier couteau 6 est monté sur le disque 4 et des deuxièmes couteaux 6 chacun configuré pour que son arête de coupe radiale 46 soit inclinée dans un deuxième sens par rapport à l’axe central A, opposé au premier sens, lorsque le premier couteau 6 est monté sur le disque 4.

L’arête de coupe radiale 46 de chacun des premier couteaux 6 et des deuxièmes couteaux 6 fait un angle non nul avec l’axe central A.

De préférence, l’arête de coupe radiale 46 de chacun des premier couteaux 6 et des deuxièmes couteaux 6 fait un angle inférieur à -1° ou supérieur à +1° avec l’axe central A. En observant chaque couteau 6 suivant la direction tangentielle de référence TR et de l’arrière vers l’avant, l’arête de coupe radiale 46 de chaque premier couteau 6 est inclinée vers la gauche (en haut sur la ), et l’arête de coupe radiale 46 de chaque deuxième couteaux 6 est inclinée vers la droite (en bas sur la Figure 6).

Sur l’arête de coupe radiale 4 de chaque premier couteau 6 (en haut sur la Figure 6), la première extrémité 46A est plus éloignée de l’axe central A que la deuxième extrémité 46A. Sur l’arête de coupe radiale 4 de chaque deuxième couteau 6 (en bas sur la ), la première extrémité 46A est plus proche de l’axe central A que l’extrémité inférieure 46B.

En observant chaque premier couteaux 6 suivant la direction tangentielle de référence TR et de l’arrière vers l’avant, son arête de coupe radiale 46 fait avec l’axe centrale A un angle ω inférieur à -1° et/ou supérieur à -5°, en particulier supérieur à -3°.

En observant chaque deuxième couteaux 6 suivant la direction tangentielle de référence TR et de l’arrière vers l’avant, son arête de coupe radiale 46 fait avec l’axe centrale A un angle ω supérieur à 1° et/ou inférieur à 5°, en particulier inférieur à 3°. De préférence, les premiers couteaux 6 et les deuxièmes couteaux 6 sont alternés le long du bord périphérique 9 du disque 4. Ceci permet d’assurer une coupe homogène avec une évacuation des copeaux de bois.

La lame circulaire 2 comprend de préférence un nombre pair de couteaux 6, et possède autant de premiers couteaux 6 que deux deuxième couteaux 6.

De préférence, chaque couteau 6 est configuré de telle manière que l’arête de coupe radiale 46 et/ou, le cas échéant, l’arête de coupe axiale 56 est(sont) réaffûtable(s)in situ, i.e. lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, sans démonter le couteau 6 du disque 4.

De préférence, le couteau 6 est configuré pour le réaffutage de chaque arête tranchante réaffûtablein situjusqu’à 5 mm.

De préférence, encore, lorsque le couteau 6 possède une arête de coupe radiale 46 et en outre une arête de coupe axiale 56, le réaffûtage est réalisé de manière combinée, i.e. simultanément sur l’arête radiale 46 et l’arête axiale 56.

Pour permettre un réaffûtagein situd’une dent de coupe radiale 44, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la face de dépouille 48 de la dent de coupe radiale 44 est par exemple situé dans un plan qui ne coupe par le disque 4. Ainsi, il est possible de réaffûter la dent de coupe radiale 46 sans interférence avec le disque 4.

Avantageusement, pour permettre un réaffûtagein situd’une dent de coupe axiale 54, lorsque le couteau 6 est monté sur le disque 4, la face de dépouille 58 de la dent de coupe axiale 54 est située dans un plan perpendiculaire à l’axe central A et décalé axialement par rapport au disque4 de sorte que ce plan ne coupe pas le disque. Le plan de la face de dépouille 58 est par exemple situé sous le disque 4. Ainsi, il est possible de réaffûter la dent de coupe axiale 54 dans interférence avec le disque 4.

Comme illustré sur la , la lame circulaire 2 est configurée pour être montée sur un outil de coupe 90, par exemple sur une abatteuse comprenant par exemple un support 92 sur lequel le disque 4 est monté rotatif autour de son axe central A, et un système de serrage 94 pour serrer l’abatteuse contre un tronc ou une branche d’un arbre.

Le système de serrage comprenant des bras articulés 96 montés sur le support 92 de manière à pouvoirs embrasser un tronc ou une branche pour serrer le support 92 contre le tronc ou la branche et ainsi appliquer le disque 4 entraîné en rotation contre le tronc ou la branche pour le ou la couper.

En fonctionnement, la lame circulaire 2 est entrainée en rotation, par exemple une vitesse de rotation comprise entre 1500 tr/min (tours par minutes) et 2500 tr/min. Un végétal à couper est par exemple enserré avec les bras articulés 96 de telle manière à appliquer la lame circulaire 2 contre le végétal.

Du fait de la rotation de la lame circulaire 2 les couteaux 6 portés par le disque 4 viennent couper la matière végétale. Lorsque la matière végétal est le fût d’un arbre, les fibres s’étendent dans le fût sensiblement parallèlement à l’axe central A du disque 4. Chaque couteau 6 a sa dent de coupe radiale 44 qui retire une couche de fibres végétales et sa dent de coupe axiale 54 qui sectionne les fibres végétales. Ceci permet une coupe nette et fiable.

Du fait de montage de chaque couteau 6 sur le disque 4 par complémentarité de forme, les efforts sont repris par les faces arrières et/ou les faces de fond des couteaux 6 en appui sur les parois arrières et/ou les parois de fond des logements 8 sont sollicitation d’un élément de fixation 20 ce qui assure la fiabilité.

Les couteaux 6 prévus pour une coupe en biais à droite et à gauche, de préférence en alternance, permette une coupe satisfaisante.

Les couteaux 6 sont facilement réaffûtables in situ, ce qui évite un démontage pour les réaffûter, et permet de limiter les pertes de temps et d’utiliser au maximum les couteaux 6 avant de les remplacer.

L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation et aux variantes décrits ci-dessus, d’autres exemples de réalisation et d’autres variantes étant envisageable.

Par ailleurs, la lame circulaire 2 comprenant des couteaux 6 pour une coupe en biais à droite et des couteaux pour une coupe en biais à gauche, en particulier agencés en alternance le long de la périphérie du disque 4, est avantageuse indépendamment du montage des couteaux 6 sur le disque 4.

Ainsi, de manière générale, l’invention concerne une lame circulaire pour la coupe de végétaux, par exemple de bois, comprenant un disque 4 à la périphérie duquel sont disposés des couteaux 6, chaque couteaux 6 possédant une arête de coupe radiale 46 possédant une première extrémité 46A et une deuxième extrémité 46B, les couteaux 6 incluant des premiers couteaux 6 dont l’arête de coupe radiale 46 est inclinée par rapport à l’axe central A de telle sorte que la première extrémité 46A est plus éloignée de l’axe central A que la deuxième extrémité 46B)et des deuxièmes couteaux 46B dont l’arête de coupe radiale 46 est inclinée par rapport à l’axe central A de telle sorte que la première extrémité 46A est plus proche de l’axe central A que la deuxième extrémité 46B.

De préférence, l’arête de coupe radiale 46 de chaque couteau 6 définit un angle non nul compris entre -5° et +5° avec l’axe central A du disque 4, en particulier un angle compris entre -5° et -1° ou entre 1° et 5°, les couteaux 6 incluant des premier couteaux 6 dont l’arête de coupe radiale 46 est inclinée dans un premier sens (angle d’inclinaison par rapport à l’axe central A positif) et des deuxième couteaux 6 dont l’arête de coupe radiale 46 est inclinée dans un deuxième sens opposé au premier sens (angle d’inclinaison par rapport à l’axe central A négatif).

L’invention concerne également un ensemble de couteaux 6 destiné à être monté sur un disque d’une lame circulaire pour la coupe de végétaux, par exemple de bois, incluant des premiers couteaux 6 et des deuxièmes couteaux 6 configurés pour la réalisation d’une lame circulaire tel que défini ci-dessus.

Les premiers couteaux 6 et les deuxièmes couteaux 6 peuvent présenter toutes les caractéristiques envisagées plus haut.

Par ailleurs, les caractéristiques géométriques d’un couteau 6 tel que décrit précédemment sont avantageuses indépendamment du montage du couteau 6 sur le disque de la lame circulaire 2, en particulier, la prévision d’une arête de coupe axiale 56 se projetant vers l’avant par rapport à l’arête de coupe radiale 46, de préférence en définissant, en vue suivant la direction de l’arête de coupe radiale 46 du couteau 6, un angle compris entre 85° et 95°, en particulier un angle de 90° d’une face d’attaque 48 de la dent de coupe radiale 44.

Claims (14)

1. Couteau configuré pour être monté de manière amovible sur un disque (4) d’une lame circulaire (2), le disque (4) présentant un axe central (A), le couteau ayant une dent de coupe radiale (44) possédant une arête de coupe radiale (46) présentant une première extrémité (46A) et une deuxième extrémité (46B), le couteau étant configuré de telle manière que, l’arête de coupe radiale (46) fait un angle d’inclinaison (ω) non nul avec l’axe central (A) du disque (4) lorsque le couteau est monté sur le disque (4), de telle sorte que l’une parmi la première extrémité (46A) et la deuxième extrémité (46B) de l’arête de coupe radiale (46) est plus proche de l’axe centrale (A) que l’autre.
2. Couteau selon la revendication 1, dans lequel l’angle d’inclinaison (ω) est compris entre -5° et 5°, de préférence entre -3° et 3°, en vue suivant une direction tangentielle de référence (TR) passant par l’arête de coupe (46) lorsque le couteau est monté sur le disque.
3. Couteau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’angle d’inclinaison (ω) est compris entre -5° et -1° ou entre 1° et 5°, en particulier entre -3° et -1° ou entre 1° et 3° en vue suivant une direction tangentielle de référence (TR) passant par l’arête de coupe (46) lorsque le couteau est monté sur le disque (4).
4. Couteau selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couteau est configuré de telle manière que l’arête de coupe radiale (46) se situe dans un plan radial contenant l’axe central (A) du disque (4) lorsque le couteau est monté sur le disque (4).
5. Couteau selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprend en outre une dent de coupe axiale (54) possédant une arête de coupe axiale (56) agencée de manière à être située devant l’arête de coupe radiale (46) en s’étendant tangentiellement vers l’avant et radialement vers l’intérieur à partir de l’arête de coupe radiale (46).
6. Couteau selon la revendication 5, dans lequel l’arête de coupe radiale (46) et l’arête de coupe axiale (56) se rejoignent en formant une arête en forme de « L » dont une branche est définie par l’arête de coupe radiale (46) et l’autre branche est définie par l’arête de coupe axiale (56).
7. Couteau selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le couteau est configuré de telle manière que l’arête de coupe axiale (56) s’étend sensiblement dans un plan transversal perpendiculaire à l’axe central (A) lorsque le couteau (6) est monté sur le disque (4).
8. Couteau selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le couteau est configuré de telle manière que, lorsque le couteau (6) est monté sur le disque (4), l’arête de coupe axiale (56) fait avec une direction tangentielle de référence (TR) passant par l’arête de coupe (46) lorsque le couteau est monté sur le disque (4), un angle (σ) non nul compris entre 42° et 47°,
9. Couteau selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel, en vue suivant la direction de l’arête de coupe radiale (46), l’arête de coupe axiale (56) fait un angle compris entre 85° et 95° avec une face d’attaque (48) de la dent de coupe radiale (44).
10. Couteau selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque le couteau est monté sur le disque, l’ange d’attaque (γ) de l’arête de coupe radiale (46) est compris entre 42° et 47°, l’angle taillant (β) de l’arête de coupe radiale (46) est compris entre 42° et 47°, et /ou l’angle de dépouille (α) de l’arête de coupe radiale (46) est compris entre 5° et 10°.
11. Ensemble de couteaux pour une lame circulaire, chacun des couteaux étant configuré pour être monté de manière amovible sur un disque d’une lame circulaire, les couteaux étant selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, les couteaux (6) incluant des premiers couteaux (6) dont l’arête de coupe radiale (46) est inclinée par rapport à l’axe central (A) de telle sorte que la première extrémité (46A) est plus éloignée de l’axe central (A) que la deuxième extrémité (46B) et des deuxièmes couteaux (46B) dont l’arête de coupe radiale (46) est inclinée par rapport à l’axe central (A) de telle sorte que la première extrémité (46A) est plus proche de l’axe central (A) que la deuxième extrémité (46B).
12. Lame circulaire comprend un disque et un ensemble de couteaux selon la revendication 11.
13. Lame circulaire selon la revendication 12, dans laquelle les premiers couteaux (46) et les deuxièmes couteaux (46) sont disposés circonférentiellement en alternance sur le disque (4).
14. Abatteuse comprenant une lame circulaire selon la revendication 12 ou 13.