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DISPOSITIF POUR LECORCAGE DE TRONCS D'ARBRES ET ANALOGUES.
La présente invention est relative à un traitement mécanique de bois et concerne un dispositif dans lequel des troncs d'arbre et des pièces de bois analogues de diverses épaisseurs et de différentes formes ainsi qu' en divers genres de bois peuvent être écoreés efficacement et vite.
Dans ce but, le dispositif suivant l'invention est pourvu de divers outils pour l'enlèvement des écorces aussi bien pour l'écorçage par frottement ou par cisaillement, que par pelage, l'un de ces procédés d'écor- çage pouvant être employé, ou simultanément les deux, suivant l'aspect final qu'on veut donner à la surface du tronc écorcé.
L'invention se caractérise principalement en ce que le dispositif comprend, portés par un support tournant autour de la pièce de bois, action- nables élastiquement, et réglables surtout radialement., des outils d'écorçage dont chacun comprend une pièce limitant son déplacement de réglage dans le sens radial et une pièce servant comme organe tâteur et en même temps comme organe,d'écorçage par frottement ou effet de cisaillement. Ces outils d'é- corgage peuvent être combinés à des organes coupants. D'autres particulari- tés caractéristiques pour cette invention ressortiront de la description subséquente.
Quelques exemples de formes de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins, où - figure 1 est une coupereprésentée schématiquement, du dis- positif suivant l'invention.
- figure 2 en est une coupe longitudinale.
Figure 3 est une vue en perspective d'un outil propre à l'écorçage par frottement ou cisaillement suivant l'invention.
Figure 4 est une variante de l'outil représenté à la figure 3.
Figure 5 est une forme de réalisation simplifiée d'un tel outil.
Figure 6 est une forme de réalisation modifiée de l'outil repré-
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sente a la ligure 5.
Figure 7 est une autre forme de réalisation simplifiée d'un tel outil.
Figure 8 est, encore, une forme de réalisation d'un outil tra- vaillant d'après le procédé d'écorçage par frottement ou cisaillement suivant l'invention destiné à être monté sur la machine montrée à la figure 1 ou sur une machine travaillant de manière analogue.
Figure 9 est une forme de réalisation d'un outil pour enlever les fibres de liber et analogues, lequel outil peut être adapté dans la ma- chine montrée à la figure 1 ou dans une machine agencée séparément de celle- ci.
Figure 10 est une variante de l'outil montré à la figure 9.
Figure 11 est un outil basculable, en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 14.
Figure 12 est une coupe du même outil suivant la ligne XII-XII de la figure 14.
Figure 13 est une vue de dessus de l'outil représenté aux figu- res 11 et 12.
Figure 14 est une variante de l'outil montré aux figures 11-13.
Figure 15 est une coupe longitudinale dans deux cylindres d'avan- cement coopérant l'un avec l'autre.
Figure 16 est une demie vue en bout des cylindres d'avancement coopérant l'un avec l'autre.
Figure 17 est une vue longitudinale de deux cylindres de guidage coopérant l'un avec l'autre.
La forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2 d'une machine à écorcer réalisée suivant l'invention comprend un porte-outil tournant ayant la forme d'un tambour tournant 10, qui est porté par quatre galets 14 montés dans un bâti 12,qui pénètrent dans une rainure médiane pra- tiquée dans une mervure annulaire agencée tout autour du tambour 10, le tambour étant. ainsi empêché de se déplacer en.direction axiale, tandis que les outils d'écorçage travaillent sur les troncs d'arbre qui passent entre eux. Le tambour est,dans la formé de réalisation représentée, pourvu de quatre cylindres 16 qui y sont fixés, dirigés radialement vers l'intérieur.
Un tronc d'arbre désigné par 18, qui est montré en partie avec de l'écorce et en partie sans écorce, -est avancé par deux paires de cylin- dres d'avancement 20, 22. Les cylindres de chaque paire sont réglables l'un par rapport à l'autre de manière élastique et sont, par une pression conve- nable,s'exerçant par exemple par voie pneumatique, appliqués contre le tronc d'arbre. A cause de la faible largeur du tambour 10, l'écartement axial en- tre les cylindres d'avancement peut être maintenu très court, ce qui est particulièrement avantageux pour l'écorçage de troncs d'arbres incurvés.
En outre, la faible distance axiale des cylindres d'avancement permet d'écor- der sans difficulté du bois de faible longueur, par exemple de 1,5 m. et moins. En vue du guidage des troncs d'arbre, il est avantageux de pré- voir, outre les cylindres d'avancement encore des cylindres spéciaux de gui- dage 21, 23.
Le tambour 10 est pourvu de quatre cylindres qui y sont fixés, dirigés radialement vers l'intérieur. Dans ceux-ci peuvent se déplacer des pistons 24 qui sont pourvus de tiges de piston 26, qui ont une section quadrangulaire ou qui sont pourvus d'autres moyens qui empêchent une rota- tion des tiges autour de leur axe.
Les tiges de piston 26, qui portent les outils écorceurs, qui sont représentés en détails par exemple aux figures 3 et 4, sont guidées dans des douilles 28. Les pistons 24 sont actionnés au moyen d'une pression d'air agissant sur eux, l'air comprimépouvant être amené d'une source d'air com-
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primé non montré, par des conduites 30 et 32. Dans la conduite 30 est mon- tée une soupape réductrice de pression 34. Les conduites 30 et 32 sont raccordées à des canaux circulaires 36, 38 dans une pièce de bâti annulai- re 40, qui s'applique sous pression contre une pièce annulaire du tambour
10. Les canaux 36, 38 sont en communication avec des canaux 42, respecti- vement 44, agencés dans le tambour et menant vers les chambres de cylindre du côté intérieur et extérieur des pistons.
A l'aide de la pression d'air réglable agissant sur les pistons, on peut régler à volonté la pression des outils d'écorçage contre le tronc d'arbre qui peut s'avancer entre eux.
,-Il s'est avéré que le dispositif de réglage d'outils par voie pneumatique suivant l'invention est très avantageux, parce que l'application pneumatique est douce et peut céder élastiquement de telle sorte que les outils d'écor- çage peuvent s'adapter convenablement aux irrégularités des troncs d'arbre et les suivre. Le résultat de ceci est qu'on a de très faibles pertes en bois et un haut degré d'écorçage propre. Le réglage des variations de pression sur les outils peut dans le dispositif suivant l'invention, être mené, d'ailleurs, de façon notablement plus rapide et plus commode pendant la rotation du tambour.
Par l'amenée d'air comprimé du canal 32 aux chambres des cylin- dres par les canaux 44., les pistons peuvent, lorsqu'il le faut, être dépla- cés vers l'extérieur avec des forces qui .sont.supérieures à la force centri- fuge qui agit sur les pistons et les outils y raccordés,par suite de la ro- tation du tambour.
Habituellement, toutefois, la force centrifuge suffit pour qu' après fermeture de l'amenée d'air comprimé les pistons arrivent rapidement dans leurs positions extérieures. La rotation du tambour 10 peut être réa- lisée de toute manière appropriée convenable,
Dans les formes de réalisation montrées, les paires de cylindres d'avancement 20,22 sont montées sur des arbres disposés horizontalement, mais naturellement, ces arbres peuvent aussi être disposés verticalement.
La forme de réalisation;, représentée à la figure 3,de l'outil d'écorçage comprend un piston métallique 52 fixé au moyen d'une vis 50 à une tige de piston 26, le piston étant pourvu d'une surface convexe limitée par les arêtes 54, 56 et 58, ladite surface se fermant sur une courte arête
60 du côté opposé à celui qui porte la vis. Pour éviter une usure trop ra- pide de cette arête elle est pourvue d'une garniture 64 en métal dur.
La surface convexe du piston 52 guide l'outil et lui permet de suivre les irrégularités du tronc d'arbre en direction axiale 'où radiale et sert ain- si comme organe de réglage, tandis que l'arête 60 sert d'organe écorceur par frottement ou cisaillement, pendant que l'outil tourne dans le sens de la flèche 62. La surface convexe permet à l'outil de se reposer sans change- ment spécial sur des troncs d'arbre de diamètre notablement plus grand que celui du tronc d'arbre qui vient d'être écorcé.
Dans la forme de réalisation modifiée, montrée à la figure 4, de l'outil, on a désigné par 66 des peignes ou des surélévations qui sont agencées sur la surface limitée par les arêtes 54, 56 et 58 et qui peuvent avoir une forme courbe ou droite. En coupe, elles sont avantageusement en dents de scie et ont pour rôle de soulever l'outil en utilisant l'effet de mouvements hélicoïdaux et de laisser le tronc s'avancer entre les outils sans faire cesser la force d'application élastique. Dans certains cas tou- tefois la force des cylindres d'avancement est suffisante pour qu'on puisse éviter ces peignes.
La forme de réalisation illustrée à la figure 5 consiste en une pièce métallique 68 pourvue de deux côtés parallèles et dont la face plane supérieure porte une vis 50 pour la fixation de l'outil à une des tiges de piston 26 dans la machine représentée à la figure 1. L'extrémité opposée de la pièce 68 forme une partie 70 à arête mousse qui doit servir d'outil écorceur par cisaillement ou frottement comme montré aux figures 3 et 4.
Comme sur la forme de réalisation de la figure 4, un côté de l'outil est pourvu de peignes ou de surélévations 66. Pour faire l'outil aussi léger
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que possible,il est pourvu avantageusement d'évidements 72. La partie d'arête 70 peut, comme dans les formes de réalisation des figures 3 et 4, être avantageusement pourvue d'un revêtement en métal dur pour en éviter une usure trop rapide.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 6, l'une des faces latérales de la pièce métallique 68 est conformée en arc, celui- ci agissant à peu près de la même manière que la surface convexe décrite en ce qui concerne la figure 3. En outre, la surface en arc est munie avantageusement de peignes 66.
Sur la figure 7, qui représente une forme simplifiée de l'ou- til, 74 désigne une tige qui peut être l'une des tiges de piston représen- tées à la figure 1. A cette tige est fixée une, pièce 76 ayant en coupe une forme de V, qui est constituée en partie d'une partie droite comme les parties d'arête 60, respectivement 70, dans les formes de réalisation décri- tes plus haut, et en partie d'une partie recourbée vers le haut, qui sert comme organe escaladeur pour l'adaptation aux changements dans les dimensions des troncs.
Par suite du caractère émoussé de l'outil, on verra, pour une pression d'application suffisante, le frottement entre l'outil et l'écorce devenir plus grand que la résistance au cisaillement de la couche de cam- bium entre l'écorce et le bois et pour établir ces conditions de manière certaine, il est avantageux comme le représente la figure 3,de strier la surface inclinée de l'outil en 77..--mais pas trop près de l' arête. de travail de la partie terminale 60, pour que la surface du bois ne puisse en être en- dommagée. L'écôrce glissera alors sur la surface du bois, tandis qu'elle sera déplacée par l'outil. L'arête arrondie parallèle à l'axe longitudinal du tronc, de l'outil, glisse tout le temps sur la surface du bois sans dé- tériorer celle-ci.
La condition est cependant que la force d'application ne soit pas trop forte. Il est toutefois facile dans la pratique de choi- sir une pression d'application qui permette à l'outil d'écorcer efficace- ment le tronc sans cependant suivre à la surface du bois. Ce qui vient d'être dit convient aux bois flottés et non flottés,gelés et non gelés, de pin, sapin, bouleau, aspe, hêtre et chêne.
Le mode de travail de l'outil permet d'une part que la puissan- ce nécessaire à son fonctionnement soit réduite, d'autre part que les per- tes en bois deviennent pratiquement nulles. Par contre pour certains cas, en particulier pour le pin, des fibres deliber de la couche de cambium revien- nent à la surface de bois en quantité telle qu'elles doivent en être enlevées si le bois doit être employé pour certaines masses de bois telles que non blanchies au .sulfite. Les fibres de liber restantes peuvent habituelle- ment être enlevées de manière efficace si on a une machine dans laquelle deux séries d'outils sont disposées l'une derrière l'autre.
Si, outre les fibres de liber, on veut enlever efficacement aussi une pellicule de bois dans un but de propreté, il est toutefois très avantageux de faire suivre les outils à frottement de brosses d'acier tournant rapidement.
A la figure 8 on a représenté une autre forme de réalisation de l'outil écorceur, qui consiste en un plateau 78 qui est fixé à un arbre 80 L'arbre 80 est destiné, dans le support tournant de la machine, qui est décrite avec la figure 1, à être monté en palier, l'arbre 80 étant réglable en direction radiale contre un trou traversant la machine, sous l'effet d' organes influencés à l'air comprimé ou par des ressorts ou des contrepoids, qui ne sont pas représentés au dessin. Le plateau 78 tourne en sens opposé à celui du support 10, l'écorçage se faisant alors entre le cercle périphé- rique ondulé 79 du plateau et le tronc qui avance.
Les brosses d'acier qui sont destinées à l'enlèvement des fi- bres de liber restantes,dont une forme de réalisation est représentée à la figure 9,peuvent comme dit plus haut, être montées dans le support tournant de la machine à écorcer. Pour obtenir avec ces brosses le meilleur résul- tat, ce qui permet un meulage de propeté de la surface du bois, il est im- portant que la couche de fibres de liber restant après l'écorçage par ci-
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saillement soit aussi uniforme que possible, ce qui est obtenu par les outils d'écorgage préconisés suivant l'invention.
Là où c'est possible, on peut employer quatre brosses dans le même plan autour du tronc, mais dans cer- tains cas, il est nécessaire de limiter le nombre de brosses à deux, qui dans ce cas, sont avantageusement disposées diamétralement opposées l'une à l'autre. Les brosses sont fixées sur des arbres qui sont tourillonnés élastiquement dans le support de la machine et actionnés de même manière que les outils d'écorçage décrits. On a désigné par 82 un arbre portant la brosse d'acier et par 84 le moyeu de la brosse. 86 désigne les brosses constituées de fils d'acier, avantageusement de 0,2 à 0,3 mm de diamètre.
Le type de brosse modifié montré à la figure 10 consiste en un plateau circulaire 88 qui est fixé à un arbre tournant 90. On a désigné par 92 la brosse d'acier et par 18 le tronc qui doit être meulé pour la propreté. La vitesse périphérique des brosses doit être assez grande pour que les brosses ne se collent pas ensemble. Cette condition est remplie par exemple avec une brosse de diamètre de 200 mm et qui tourne à une vitesse de 2900 tours/minute. La puissance nécessaire pour la commande d'une telle brosse est de 2 à 3 chevaux, lorsque l'écorce et la majeure par- tie des fibres de liber sont enlevées par les outils d'écorçage à frottement.
Dans certains cas, on peut, pour l'enlèvement des fibres de li- ber, employer au lieu des brosses une deuxième série d'outils à frottement ou à cisaillement.
Pour écorcer du bois qui est destiné à être traité au sulfate, il suffit d'écorçage par frottement ou cisaillement pour obtenir un résul- tat désiré, ce qui dans certains cas est le cas aussi avec du bois pour une masse blanchie au sulfite. Pour des masses non blanchies au sulfite, au contraire, des brosses d'acier représentées aux figures 9 et 10, sont par- ticulièrement convenables, autrement on serait obligé de peler la surface des troncs, ce qui provoquerait une perte de bois de 8 - 10 %. Suivant la présente invention,cette perte peut être réduite à 1 - 2 % ce qui repré- sente naturellement un gain économiquê important.
Pour rendre aussi légers que possible les outils pour l'écorçage par frottement ou cisaillement, ceux-ci doivent, comme cela a été décrit, être réalisés avec des évidements convenables. Le caractère émoussé des arêtes de l'outil qui fait l'écorçage doit être choisi en fonction du genre d'arbres à traiter. Pour le bouleau et certaines essences américaines, dites "hardwoods",, on peut employer un petit rayon à l'arête, donc utili- ser un outil relativement acéré. Pour des essences plus tendres, par exemple le pin et le sapin, surtout pour du bois flotté, il faut employer un rayon d'arête plus grand, donc employer un outil plus émoussé, pour em- pêcher que les couches annuelles extérieures du bois soient écorchées.
Les figures 11-13 montrent un outil basculable avec lequel on peut écorcer très efficacement une surface de bois non uniforme, car cet outil se place automatiquement avec son arête de travail parallèlement à la surface de bois du tronc de sorte qu'il ne reste pas de fibres de liber sur la surface du bois. On a désigné par 92 un profond évidement dans l' outil 94. Au fond de cet évidement est adapté un boulon 96, par exemple en acier dur au chrome - nickel. Le boulon est disposé perpendiculaire à l'arête de travail 98 de l'outil et relativement près de celle-ci.
Ce boulon reporte tous les efforts de pression à la tige de piston 100 par une surface en forme de coquille dans la partie de prolongement 102 de la tige.
Le montage du boulon dans le fond de l'évidement forme, avec l'évidement en coquille du prolongement 102 de la tige de piston, une mon- ture dans laquelle l'outil peut osciller dans le sens de la longueur de l' arête de l'outil. Ce mouvement n'a pas besoin d'être particulièrement, grand.
Il est limité par la butée des bords de l'évidement contre le prolongement 102 de la tige de piston: Les forces relativement grandes perpendiculaires à l'arête de l'outil 98 sont reprises par le fait que les côtés du prolonge- ment 102 de la tige de piston qui sont parallèles à l'arête s'adaptent rela-
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tivement exactement aux côtés correspondants de l'évidement 92.
Dans le but d'empêcher que l'outil basculable se détache lors- que la machine est mise à l'arrêt ou lorsque d'autres forces agissent sur l'outil en direction du centre, on a adapté dans la partie supérieure de l'outil un boulon 104 qui court dans uir alésage 106 de la partie prolongée 102 de la tige. Cet alésage; présente longitudinalement un allongement tel que le bord de l'évidement peut buter à la partie prolongée de la tige avant que le boulon ait buté contre la partie terminale de l'alésage déve- loppé en longueur.
Pour éviter une usure trop rapide de l'arête de travail de l'ou- til, elle est avantageusement pourvue de manière connue, d'une couche de métal dur.
Grâce à cet outil basculable on obtient une application unifor- me à la surface du bois et ainsi un enlèvement effectif des fibres de liber.
Par suite de la meilleure application, la longueur de l'arête de travail de l'outil peut être notablement agrandie sans inconvénient. Lorsque les ou- tils sont agencés périphériquement autour du tronc dans un support tournant par rapport à celui-ci, la longueur d'arête agrandie permet un meilleur re- couvrement entre les trajéctoires au-dessus de la surface du tronc de deux outils consécutifs ce qui se traduit par un enlèvement plus efficace des fibres de liber. Ceci vaut pour un pas inchangé.
Lorsqu'on se contente du même recouvrement que dans le cas d'outils non basculables, la vitesse de progression peut être notablement élevée et cela en fait avec une meil- leure qualité d'écorçage. Comme la capacité de la machine est directement proportionnelle à la vitesse de progression, il est évident que la possi- bilité d'allonger la longueur d'arête des outils dans les outils bascula- bles, est d'une grande importance.
L'espace creux entre la partie prolongée 102 et l'évidement 92 peut être rempli de caoutchouc ou d'une autre masse élastique pour..empê- cher une accumulation d'écorce de résine de bois et analogues.
Figure 14 montre une bride de protection 108 formée sur la par- tie prolongée 102, qui remplit le même rôle que le caoutchouc. La partie terminale de la partie prolongée peut être équipée d'une surface cylindri- que qui s'appuyé directement à la surface de fond de l'évidement formé avec une surface d'appui correspondante, le même mouvement de l'outil étant ob- tenu alors que dans le cas des outils représentés aux figures 11 - 13.
L'outil peut aussi basculer autour du boulon 104.
Les cylindres d'avancement montrés aux figures 15 et 16 com- prennent des tambours 112 pourvus de parois frontales 110.- Les parois fron- tales 110 sont conformées avec des moyeux 114 pour la fixation des cylindres a leurs arbres. Sur les enveloppes des labours sont prévues des nervures radiales 116 dont le diamètre va en croissant du milieu des tambours vers leurs faces frontales. A la périphérie,des nervures celles-ci sont pourvues, comme cela résulte particulièrement de la figure 16, d'un profil en dents de scie 120.
Les cylindres de guidage représentés à la figure 17 sont réali- sés de même manière que les cylindres d'avancement. Ils comprennent un moyeu tubulaire 120 avec des nervures radiales 116 dont les diamètres vont en augmentant de l'intérieur vers l'extérieur. Dans ces cylindres de gui- dage, les nervures sont lissés à la périphérie, car elles ont seulement pour rôle de guider les troncs d'arbre au cours de leur avancement.
L'invention n'est naturellement pas limitée aux formes de réa- lisation représentées, mais elle peut donner lieu à des variantes de bien des manières différentes tout en restant dans le cadre de l'invention. Ain- si par exemple, comme dit plus haut, quelques uns des pistons déplaçables radialement peuvent porter un certain genre d'outils d'écorçage, tandis que d'autres pistons peuvent porter des outils d'écorçage d'un autre genre.
Les autres avantages qu'offre le dispositif avec double série de cylindres sont entre autres
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Lorsque deux séries de cylindres sont équipés d'outils d'écor- gage à frottement et que le pas, c'est-à-dîre la quantité dont avance le tronc d'arbre pour un tour du tambour, est à peu près égal à la largeur de l'outil d'écorçage à la pointe, perpendiculairement à la direction du filet, multiplié par le nombre des outils d'une série, la série antérieure assure un écorçage grossier et la série postérieure un fin nettoyage qui ne laisse pratiquement pas de fibres de liber à la surface du tronc d'ar- bre, tandis qu'au contraire le bois reste intact. Même l'écorce autour de gros ou de petits noeuds, et l'écorce d'inégalités de la surface, peuvent être très efficacement enlevées.
Ce qui a été dit ci-avant est valable pour du bois non écorcé, gelé ou non, en pin, sapin et bouleau.
Lorsque, dans une machine pourvue d'une double série d'outils d'écorçage par frottement, on fait le pas égal à peu près à la largeur to- tale des deux séries d'outils-et qu'en même temps on prenne soin que le dé- calage axial entre les plans des deux séries d'outils soit assez grand pour que les outils de la série postérieure raclent directement dans les tra- jets hélicoïdaux laissés par les outils de la première série, on peut, pour un même nombre de tours du tambour, doubler la vitesse d'avancement par exemple, de 15 à 30 mètres par minute, ou davantage. Dans l'écorçage par frottement de la manière décrite,la série d'outils de devant décapera à peu près toute l'enveloppe d'écorce tandis que la série postérieure ser- vira au nettoyage.
Dans l'écorçage par pelage suivant ce modèle, au contrai- re, les deux séries d'outils ont la même'utilité, puisque la série posté- rieure pèle de la spirale un copeau plus ou moins dépendant que la série d'outils antérieure a laissé de côté par suite du grand pas.
L'amenée d'air comprimé peut d'ailleurs être effectuée d'autre manière que celle qui a été décrite. Au lieu de disposer les cylindres per- pendiculairement à l'axe de rotation, on peut disposer ceux-ci aussi sous l'angle désiré par rapport à la surface de l'objet à écorcer.
L'invention n'est pas limitée, bien entendu, aux formes de réa- lisation qui viennent d'être décrites et représentées, d'outils d'écorçage et de nettoyage par meulage, mais peut être modifiée de diverses façons dans le cadre de l'invention. Au lieu d'air comprimé de ressorts et de contre-poids, on peut employer aussi des outils actionnables par voie hy- draulique-pneumatique .
REVENDICATIONS.
1. Dispositif d'écorçage de troncs d'arbres et analogues avec des outils d'écorgage réglables en direction radiale tournant tout autour de la périphérie du-tronc d'arbre à travailler, caractérisé en ce que les outils d'écorçage sont commandés élastiquement et comprennent chacun une partie limitant son réglage axial et en même temps une partie terminale ser- vant comme organe tâteur et écorceur par effet de cisaillement.
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DEVICE FOR BARKING TREE TRUNKS AND THE LIKE.
The present invention relates to a mechanical treatment of wood and relates to a device in which tree trunks and similar pieces of wood of various thicknesses and shapes as well as of various kinds of wood can be barked efficiently and quickly.
For this purpose, the device according to the invention is provided with various tools for removing bark both for debarking by friction or by shearing, and by peeling, one of these debarking methods being able to be used, or simultaneously both, depending on the final appearance desired for the surface of the barked trunk.
The invention is mainly characterized in that the device comprises, carried by a support rotating around the piece of wood, which can be elastically actuated, and above all adjustable radially., Debarking tools, each of which comprises a piece limiting its movement of adjustment in the radial direction and a part serving as a feeling member and at the same time as a member, debarking by friction or shearing effect. These deburring tools can be combined with cutting elements. Other features characteristic of this invention will become apparent from the following description.
Some examples of embodiments of the invention are shown in the drawings, where - Figure 1 is a schematically represented section of the device according to the invention.
- Figure 2 is a longitudinal section.
Figure 3 is a perspective view of a tool suitable for debarking by friction or shearing according to the invention.
Figure 4 is a variant of the tool shown in Figure 3.
Figure 5 is a simplified embodiment of such a tool.
Figure 6 is a modified embodiment of the tool shown.
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feel in Figure 5.
Figure 7 is another simplified embodiment of such a tool.
Figure 8 is, again, an embodiment of a working tool according to the debarking process by friction or shearing according to the invention intended to be mounted on the machine shown in Figure 1 or on a working machine analogously.
Figure 9 is an embodiment of a tool for removing bast fibers and the like, which tool may be fitted in the machine shown in Figure 1 or in a machine arranged separately therefrom.
Figure 10 is a variant of the tool shown in Figure 9.
Figure 11 is a tiltable tool, in section along the line XI-XI of Figure 14.
Figure 12 is a section of the same tool along the line XII-XII of Figure 14.
Figure 13 is a top view of the tool shown in Figures 11 and 12.
Figure 14 is a variation of the tool shown in Figures 11-13.
Figure 15 is a longitudinal section through two advancing rolls cooperating with one another.
Figure 16 is a half end view of the advancement rolls cooperating with one another.
Figure 17 is a longitudinal view of two guide cylinders cooperating with each other.
The embodiment shown in Figures 1 and 2 of a debarking machine produced according to the invention comprises a rotating tool holder in the form of a rotating drum 10, which is carried by four rollers 14 mounted in a frame 12, which penetrate into a central groove made in an annular groove arranged all around the drum 10, the drum being. thus prevented from moving in axial direction, while the debarking tools work on the tree trunks which pass between them. The drum is, in the embodiment shown, provided with four cylinders 16 attached thereto, directed radially inward.
A tree trunk designated by 18, which is shown partly with bark and partly without bark, -is advanced by two pairs of advancement rollers 20, 22. The cylinders of each pair are adjustable. resiliently relative to each other and are applied against the tree trunk by suitable pressure, eg pneumatically. Because of the small width of the drum 10, the axial spacing between the advancement rolls can be kept very short, which is particularly advantageous for debarking curved tree trunks.
In addition, the small axial distance of the advancement rolls allows easy peeling of short timber, for example 1.5 m. and less. With a view to guiding the tree trunks, it is advantageous to provide, in addition to the advancement cylinders, also special guiding cylinders 21, 23.
The drum 10 is provided with four cylinders attached thereto, directed radially inward. In these can move pistons 24 which are provided with piston rods 26, which have a quadrangular section or which are provided with other means which prevent a rotation of the rods about their axis.
The piston rods 26, which carry the debarker tools, which are shown in detail for example in Figures 3 and 4, are guided in bushings 28. The pistons 24 are actuated by means of air pressure acting on them, compressed air can be supplied from a source of
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award-winning, not shown, by lines 30 and 32. In line 30 is mounted a pressure reducing valve 34. Lines 30 and 32 are connected to circular channels 36, 38 in an annular frame part 40, which is applied under pressure against an annular part of the drum
10. Channels 36, 38 are in communication with channels 42, respectively 44, arranged in the drum and leading to the cylinder chambers on the inner and outer side of the pistons.
With the help of the adjustable air pressure acting on the pistons, the pressure of the debarking tools can be adjusted as desired against the tree trunk which can advance between them.
It has been found that the pneumatic tool setting device according to the invention is very advantageous, because the pneumatic application is gentle and can yield elastically so that the debarking tools can adapt appropriately to irregularities in tree trunks and follow them. The result of this is that there is very little loss of wood and a high degree of clean debarking. The adjustment of the pressure variations on the tools can in the device according to the invention, moreover, be carried out in a significantly faster and more convenient manner during the rotation of the drum.
By supplying compressed air from the channel 32 to the cylinder chambers through the channels 44., the pistons can, when necessary, be moved outwards with forces which are greater than. the centrifugal force which acts on the pistons and the tools connected to them, as a result of the rotation of the drum.
Usually, however, the centrifugal force is sufficient so that after closing the compressed air supply the pistons quickly reach their outer positions. The rotation of the drum 10 may be effected in any suitable suitable manner,
In the embodiments shown, the pairs of advancement rolls 20, 22 are mounted on shafts arranged horizontally, but of course these shafts can also be arranged vertically.
The embodiment ;, shown in Figure 3, of the debarking tool comprises a metal piston 52 fixed by means of a screw 50 to a piston rod 26, the piston being provided with a convex surface limited by ridges 54, 56 and 58, said surface closing on a short ridge
60 on the side opposite to that which carries the screw. To avoid too rapid wear of this edge, it is provided with a hard metal lining 64.
The convex surface of the piston 52 guides the tool and allows it to follow the irregularities of the tree trunk in an axial or radial direction and thus serves as an adjusting member, while the ridge 60 serves as a debarker member by friction or shear, as the tool rotates in the direction of arrow 62. The convex surface allows the tool to rest without special change on tree trunks of significantly larger diameter than that of the trunk. tree that has just been debarked.
In the modified embodiment, shown in Figure 4, of the tool, 66 are designated combs or elevations which are arranged on the surface bounded by the ridges 54, 56 and 58 and which may have a curved shape. or straight. In section, they are advantageously sawtooth and their role is to lift the tool using the effect of helical movements and to let the trunk advance between the tools without stopping the elastic application force. In certain cases, however, the force of the advancement rolls is sufficient to avoid these combs.
The embodiment illustrated in FIG. 5 consists of a metal part 68 provided with two parallel sides and whose upper flat face carries a screw 50 for fixing the tool to one of the piston rods 26 in the machine shown in FIG. Figure 1. The opposite end of part 68 forms a blunt-edged portion 70 which is to serve as a shear or friction debarker tool as shown in Figures 3 and 4.
As in the embodiment of Figure 4, one side of the tool is provided with combs or overhangs 66. To make the tool so light
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as possible, it is advantageously provided with recesses 72. The ridge portion 70 may, as in the embodiments of Figures 3 and 4, be advantageously provided with a hard metal coating to prevent too rapid wear.
In the embodiment shown in Figure 6, one of the side faces of the metal part 68 is arched, the latter acting in much the same way as the convex surface described with respect to Figure 3 In addition, the arched surface is advantageously provided with combs 66.
In FIG. 7, which represents a simplified form of the tool, 74 designates a rod which may be one of the piston rods shown in FIG. 1. To this rod is attached a part 76 having in part. cuts a V-shape, which in part consists of a straight part like the ridge parts 60, respectively 70, in the embodiments described above, and in part of a part curved upwards, which serves as a climbing organ to adapt to changes in the dimensions of the trunks.
As a result of the blunt nature of the tool, for sufficient application pressure, the friction between the tool and the bark will be seen to become greater than the shear resistance of the camber layer between the bark. and wood and to establish these conditions with certainty, it is advantageous, as shown in Figure 3, to score the inclined surface of the tool at 77 ... - but not too close to the edge. of the end part 60, so that the surface of the wood cannot be damaged. The bark will then slide over the surface of the wood as it is moved by the tool. The rounded edge parallel to the longitudinal axis of the trunk, of the tool, slides all the time on the surface of the wood without damaging it.
The condition is however that the force of application is not too strong. However, it is easy in practice to choose an application pressure which allows the tool to effectively debark the trunk without, however, following the surface of the wood. What has just been said is suitable for driftwood and non-driftwood, frozen and unfrozen, pine, fir, birch, aspe, beech and oak.
The working method of the tool allows on the one hand that the power necessary for its operation is reduced, on the other hand that the wood losses become practically nil. On the other hand, in certain cases, in particular for pine, deliberate fibers from the cambium layer return to the surface of the wood in such quantity that they must be removed from it if the wood is to be used for certain masses of wood such as than not bleached with .sulfite. The remaining bast fibers can usually be removed efficiently if one has a machine in which two sets of tools are arranged one behind the other.
If, in addition to bast fibers, it is also desired to effectively remove a wood film for cleaning purposes, it is however very advantageous to follow the friction tools with rapidly rotating steel brushes.
In Figure 8 there is shown another embodiment of the debarker tool, which consists of a plate 78 which is fixed to a shaft 80 The shaft 80 is intended, in the rotating support of the machine, which is described with FIG. 1, to be mounted as a bearing, the shaft 80 being adjustable in the radial direction against a hole passing through the machine, under the effect of members influenced by compressed air or by springs or counterweights, which are not not shown in the drawing. The plate 78 rotates in the opposite direction to that of the support 10, the debarking then taking place between the corrugated peripheral circle 79 of the plate and the advancing trunk.
The steel brushes which are intended for the removal of the remaining bast fibers, an embodiment of which is shown in FIG. 9, can, as mentioned above, be mounted in the rotating support of the debarking machine. To obtain the best result with these brushes, which allows a clean grinding of the wood surface, it is important that the layer of bast fibers remaining after debarking by ci-
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protrusion is as uniform as possible, which is obtained by the deburring tools recommended according to the invention.
Where possible, four brushes may be employed in the same plane around the trunk, but in some cases it is necessary to limit the number of brushes to two, which in this case are advantageously arranged diametrically opposed l 'to one another. The brushes are attached to shafts which are resiliently journaled in the machine support and actuated in the same manner as the debarking tools described. 82 denotes a shaft carrying the steel brush and 84 denotes the brush hub. 86 denotes the brushes made of steel wires, preferably 0.2 to 0.3 mm in diameter.
The modified type of brush shown in Figure 10 consists of a circular plate 88 which is attached to a rotating shaft 90. 92 is the steel brush and 18 is the trunk which needs to be ground for cleanliness. The peripheral speed of the brushes should be large enough so that the brushes do not stick together. This condition is fulfilled, for example, with a brush with a diameter of 200 mm and which rotates at a speed of 2900 revolutions / minute. The power required to drive such a brush is 2 to 3 horsepower, when the bark and most of the bast fibers are removed by the rubbing debarking tools.
In some cases, a second set of friction or shear tools may be used in place of the brushes for removing the bib fibers.
To debar wood which is to be treated with sulphate, it is sufficient to debar by rubbing or shearing to obtain a desired result, which in some cases is also the case with wood for a sulphite bleached mass. For masses not bleached with sulphite, on the contrary, steel brushes shown in Figures 9 and 10 are particularly suitable, otherwise one would have to peel the surface of the trunks, which would cause a loss of wood of 8 - 10%. According to the present invention, this loss can be reduced to 1 - 2% which naturally represents a significant economic gain.
In order to make the tools for debarking by friction or shearing as light as possible, they must, as has been described, be made with suitable recesses. The bluntness of the edges of the tool which does the debarking must be chosen according to the type of trees to be treated. For birch and certain American species, known as "hardwoods", you can use a small radius at the edge, therefore use a relatively sharp tool. For softer species, for example pine and fir, especially for driftwood, it is necessary to use a larger edge radius, therefore to use a duller tool, to prevent the annual outer layers of the wood from being scratched.
Figures 11-13 show a tiltable tool with which a non-uniform wood surface can be debarked very effectively, as this tool automatically positions itself with its working edge parallel to the wood surface of the trunk so that it does not remain of bast fibers on the wood surface. 92 denotes a deep recess in the tool 94. At the bottom of this recess is fitted a bolt 96, for example made of hard chromium-nickel steel. The bolt is disposed perpendicular to and relatively close to the working edge 98 of the tool.
This bolt transfers all the pressure forces to the piston rod 100 via a shell-shaped surface in the extension part 102 of the rod.
The mounting of the bolt in the bottom of the recess forms, together with the shell recess of the piston rod extension 102, a mount in which the tool can oscillate lengthwise along the cutting edge. the tool. This movement doesn't have to be particularly big.
It is limited by the stop of the edges of the recess against the extension 102 of the piston rod: The relatively large forces perpendicular to the edge of the tool 98 are taken up by the fact that the sides of the extension 102 of the piston rod that are parallel to the ridge fit rela-
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exactly to the corresponding sides of the recess 92.
In order to prevent the tilting tool from coming loose when the machine is stopped or when other forces act on the tool in the direction of the center, we have adapted in the upper part of the tool a bolt 104 which runs in a bore 106 of the extended portion 102 of the rod. This bore; longitudinally has an elongation such that the edge of the recess can abut the extended portion of the shank before the bolt has abutted the end portion of the extended bore.
To avoid too rapid wear of the working edge of the tool, it is advantageously provided in known manner with a hard metal layer.
Thanks to this tiltable tool, a uniform application to the wood surface is obtained and thus an effective removal of the bast fibers.
As a result of the best application, the length of the working edge of the tool can be significantly increased without inconvenience. When the tools are arranged peripherally around the trunk in a support rotating relative to the latter, the enlarged edge length allows better coverage between the paths above the trunk surface of two consecutive tools. which results in a more efficient removal of bast fibers. This applies for an unchanged step.
When one is satisfied with the same overlap as in the case of non-tilting tools, the speed of progress can be notably high and this in fact with a better quality of debarking. As the capacity of the machine is directly proportional to the speed of advance, it is evident that the possibility of extending the edge length of the tools in tilting tools is of great importance.
The hollow space between the extended portion 102 and the recess 92 may be filled with rubber or other resilient mass to prevent build-up of bark of wood resin and the like.
Figure 14 shows a protective flange 108 formed on the extended portion 102, which performs the same function as the rubber. The end part of the extended part can be equipped with a cylindrical surface which rests directly on the bottom surface of the formed recess with a corresponding support surface, the same movement of the tool being ob- held while in the case of the tools shown in Figures 11 - 13.
The tool can also swing around bolt 104.
The advancement rolls shown in Figures 15 and 16 comprise drums 112 provided with front walls 110. The front walls 110 are formed with hubs 114 for fixing the cylinders to their shafts. Radial ribs 116 are provided on the plowing envelopes, the diameter of which increases from the middle of the drums towards their end faces. At the periphery, the ribs are provided, as results particularly from FIG. 16, with a sawtooth profile 120.
The guide rolls shown in Figure 17 are made in the same way as the advancement rolls. They include a tubular hub 120 with radial ribs 116 whose diameters increase from the inside to the outside. In these guide cylinders, the ribs are smoothed at the periphery, because their role is only to guide the tree trunks during their advancement.
The invention is of course not limited to the embodiments shown, but it can give rise to variations in many different ways while remaining within the scope of the invention. So for example, as mentioned above, some of the radially movable pistons can carry some kind of debarking tools, while other pistons can carry debarking tools of another kind.
The other advantages offered by the device with double series of cylinders are among others
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When two sets of cylinders are fitted with friction debar- ing tools and the pitch, i.e. the amount by which the tree trunk advances for one revolution of the drum, is approximately equal to the width of the debarking tool at the tip, perpendicular to the direction of the thread, multiplied by the number of tools in a series, the earlier series ensures coarse debarking and the later series a fine cleaning which hardly leaves of bast fibers on the surface of the tree trunk, while on the contrary the wood remains intact. Even the bark around large or small knots, and the bark of unevenness in the surface, can be very effectively removed.
What has been said above is valid for unbarked wood, frozen or not, in pine, fir and birch.
When, in a machine fitted with a double series of rubbing debarking tools, the pitch is made approximately equal to the total width of the two series of tools - and at the same time care is taken that the axial displacement between the planes of the two series of tools is large enough for the tools of the later series to scrape directly in the helical paths left by the tools of the first series, it is possible, for the same number revolutions of the drum, double the forward speed for example, from 15 to 30 meters per minute, or more. In rubbing debarking as described, the front set of tools will strip nearly all of the bark shell while the later set will be used for cleaning.
In peel debarking according to this model, on the contrary, the two series of tools have the same utility, since the posterior series peels a more or less dependent chip from the spiral than the previous series of tools. left out as a result of the big step.
The compressed air supply can moreover be carried out in a way other than that which has been described. Instead of arranging the cylinders perpendicular to the axis of rotation, they can also be arranged at the desired angle with respect to the surface of the object to be debarked.
The invention is not limited, of course, to the embodiments which have just been described and represented, of debarking and cleaning tools by grinding, but can be modified in various ways within the framework of invention. Instead of compressed air, springs and counterweights, it is also possible to use hydraulically-pneumatically actuated tools.
CLAIMS.
A device for debarking tree trunks and the like with radially adjustable debarking tools rotating all around the periphery of the tree trunk to be worked, characterized in that the debarking tools are elastically controlled. and each comprise a part limiting its axial adjustment and at the same time an end part serving as a feeling member and debarker by shearing effect.