CA2316471A1

CA2316471A1 - Tete de coupe a rotor horizontal pour applications forestieres

Info

Publication number: CA2316471A1
Application number: CA002316471A
Authority: CA
Inventors: Guy Gaudreault
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-02
Also published as: US20020017091A1; US6802176B2

Abstract

C'est un fait indéniable que la coupe de végétation (entretien, déboisement) dans les domaines forestiers, de l'agriculture ou autre se fait de plus en plus couramment à l'aide de machinerie spécialisée. De ce fait, l'outil privilégié pour ce genre de travail demeure une tête de coupe montée sur un véhicule autopropulsé. La présente invention consiste en une tête de coupe à axe horizontal et à action de déchiquetage, pouvant être installée à l'avant d'un véhicule sur roues ou sur chenilles et permettant d'effectuer des travaux de coupe dans des zones de végétation de haute densité, comportant des tiges jusqu'à 12 pouces (30 cm) de diamètre. Les outils existants, de par leur conception, restreignent l'utilisateur à l'exécution de travaux de coupe de végétaux de petites tailles, pourvus de tiges ne dépassant pas 4 pouces (10 cm) de diamètre. En fait, aucune des machines existantes n'est conçue pour effectuer des travaux d'envergure industrielle.

Description

MÉMOIRE DESCRIPTIF
La présente invention a trait au domaine du déboisement et à toute opération impliquant des activités mécanisées de coupe de végétation dans des zones de haute densité.
Notre invention consiste en une tête de coupe à rotor horizontal et à action de déchiquetage pouvant être installée à l'avant d'un véhicule sur roues ou sur chenilles et permettant d'effectuer des travaux de coupe dans des zones de végétation de haute densité, comportant des tiges pouvant atteindre 12 pouces (30 cm) de diamètre.
Depuis quelques années, on assiste à un phénomène constant de croissance en ce qui a trait à la coupe mécanisée de végétation, d'autant plus que le bois abattu n'ayant pas toujours une valeur marchande, il est souvent plus avantageux de le déchiqueter sur place. Ce type d'opération est généralement effectué à l'aide d'une tête de coupe amovible, montée sur un véhicule autopropulsé (sur roues ou sur chenilles). Ce type de dispositif a l'avantage de réduire le bois coupé en copeaux, ce qui évite d'avoir à
déchiqueter les résidus de coupe à l'aide d'une deuxième machine.
Actuellement, on retrouve sur le marché deux types d'appareils : des tétes de coupe à axe vertical et des têtes de coupe à axe horizontal. Notre invention se rapporte essentiellement à
cette dernière, plus précisément du type à couteaux semi-encastrés. Ce type de tête est généralement constitué d'un rotor sur lequel sont insérés des couteaux. Ce rotor est

-2-monté sur un axe central et est entraîné en rotation par des moteurs hydrauliques. Les dispositifs de retenue des couteaux sont constitués de longues tiges sur lesquelles sont enfilés tous les couteaux d'une méme rangée, ces derniers étant disposés côte à côte, sur une ligne parallèle au sol.
Les appareils existants sont, de par leur conception, limités à l'exécution de travaux légers. De plus - Pour remplacer ne serais-ce qu'un seul couteau, il est nécessaire de retirer la tige de retenue de la rangée correspondante, ce qui - vu la longueur de la tige -demeure une opération compliquée et demandant énormément de manipulations. Cette difficulté amène souvent les utilisateurs à changer tous les couteàux de la même rangée, peu importe leur taux d'usure, dans le but d'éviter d'avoir à répéter l'opération dans un délai assez court. De plus, la tige de retenue absorbe beaucoup de chocs, ce qui entraîne fréquemment des déformations et complique d'autant plus le retrait de la tige.
- Le rotor étant constitué d'un seul tube creux, il ne peut supporter une force d'impact trop grande.

-3-- La largeur du rotor, qui constitue l'outil de coupe, ne dépasse jamais 1.5 m, ce qui limite trop la surface de travail pour pouvoir même penser à traiter de grandes superficies de terrain dans des délais raisonnables et ainsi espérer une certaine rentabilité dans le cadre d'applications industrielles. Ces rotors de petites dimensions sont plutôt conçus pour des applications domestiques ou privées.
- L'axe de rotation traverse le rouleau de part en part. Si les roulements subissent un bris, la course du rouleau est entravée, ce qui amène une déformation de l'axe central de rotation, résultant en une perte d'efficacité et obligeant l'utilisateur à
changer le rotor. Le remplacement du rotor est un travail ardu, vu la dimension et la position de la pièce.
- Les outils existants sont conçus pour traiter des zones de végétation où les tiges ne dépassent pas 4 pouces (10 cm) de diamètre.
- Les outils existants sont généralement installés sur un bras hydraulique, lui-même installé à l'arrière d'un véhicule.
- La distance entre les couteaux est relativement grande, ce qui donne à
l'appareil une surface d'attaque assez importante. Lors de la coupe, cette situation entraîne un phénomène de projection de débris très peu sécuritaire pour les utilisateurs.

-4-II n'existe pas en ce moment sur le marché de tête de coupe à axe horizontal à
couteaux semi-encastrés qui soit assez puissante, robuste et sécuritaire pour pouvoir effectuer des travaux en zones denses de végétation et lors d'opérations industrielles, c'est ce qui donne à notre invention son caractère unique.
Nous avons découvert que les inconvénients énumérés précédemment peuvent être évités grâce à ce qui suit - Notre tête de coupe est constituée d'un premier rouleau creux ( appelé "tube externe") dans lequel sont pratiquées des ouvertures de forme rectangulaire, suivant un dessin spiralé tout autour de ce même rouleau. Ces ouvertures sont très rapprochées les unes des autres, ce qui confère à l'ensemble une dimension sécuritaire. Vu la dimension réduite de la surface d'attaque (un seul couteau à la fois), la végétation est littéralement réduite en copeaux qui sont projetés vers le bas, réduisant ainsi les risques de blessures.
- Dans les ouvertures rectangulaires (que nous appellerons cavités) sont insérés des godets creux, comportant un fond arrondi, dont les parois sont soudées sur les parois des cavités et dont l'utilité est de contenir un couteau. Chacun de ces godets

-5-constitue une entité indépendante en soi, ce qui en facilite le remplacement en cas de bris.
- Chacun des godets comporte deux parois qui, une fois le godet en place à
l'intérieur de la cavité, dépassent le diamètre du tube externe. Ces parois sont de forme arrondie, ce qui leur confère une résistance exceptionnelle à l'impact, puisqu'elles glissent littéralement sur les obstacles.
- Chacune des parois mentionnées au point précédent (que nous appellerons "porte-couteaux") est percée en son centre d'un trou permettant d'insérer le dispositif de retenue des couteaux. Ce dispositif est constitué d'une tige filetée à une extrémité et d'un écrou de serrage autobloquant.
- Ä l'installation des couteaux, des manchons d'acier ultra résistant sont insérés de manière très ajustée ("press fit") à l'intérieur des plaques porte-couteaux.
Cette technique permet d'éviter l'endommagement des porte-couteaux par l'usure causée par le frottement et les vibrations, ce qui facilite grandement le travail lorsque vient le temps de remplacer les couteaux. Dans le cas de notre invention, seul les manchons subissent une usure, il suffit alors de les changer. Ceci prolonge de beaucoup la durée de vie des godets et assure une meilleure efficacité de la tête de coupe, les

-6-couteaux n'étant pas entravés dans leurs mouvements rotatifs par une usure des pièces de retenue.
- A l'intérieur du tube externe, un deuxième tube est inséré ("tube interne").
Les fonds de tous les godets sont soudés sur ce tube, ce qui leur confère une solidité
supplémentaire lors de leur insertion dans l'ensemble. De plus, ce tube interne augmente le moment d'inertie du rouleau. Ce dispositif permet à l'appareil d'être utilisé dans le cadre de travaux forestiers d'envergure industrielle.
- Contrairement aux autres appareils disponibles sur le marché, notre dispositif ne comporte pas d'axe central. Notre invention est plutôt dotée d'un axe de rotation latéral à chaque extrémité du rouleau. Ces axes, en ne traversant pas de part en part le rouleau, sont très faciles à remplacer en cas de bris ou de déformation. Ce dispositif permet des économies de temps considérables pour les utilisateurs.
- Le rouleau a une largeur de 2.3 m, ce qui permet de l'installer directement à l'avant d'un véhicule en utilisant un système d'attache, pour ainsi traiter de grandes superficies dans le cadre d'applications industrielles.
- La tête de coupe est fabriquée en acier ultra résistant, ce qui lui confère la solidité
nécessaire à l'exécution de durs travaux.

-7-La teneur exactes des solutions que nous avons trouvées sera plus explicite grâce à
description suivante, se référant aux dessins ci-joints dont voici un bref résumé descriptif - La figure 1 est une vue en trois dimensions d'un rotor de coupe, selon notre invention.
II est à noter que la pièce est incomplète pour permettre l'identification de certaines composantes.
- La figure 2 est une vue en trois dimensions du rotor de coupe selon notre invention.
Le dessin comporte également une vue de coupe permettant de voir la disposition interne du rotor.
- La figure 3 est une vue en trois dimensions d'un godet en tant qu'entité, avant son installation sur le rotor.
- La figure quatre est une vue en trois dimensions du rotor assemblé, incluant le dispositif de retenue des couteaux ainsi que les axes de rotations individuels du rotor.
~ Comme montré à la figure 1, le rotor est formé d'un tube circulaire creux 1 dans lequel sont percées des cavités 2.
_g_ ~ Toujours à la figure 1, on peut voir que la disposition des cavités 2 sur le rotor suit un mouvement de spirale double, chacune de ces spirales démarrant au point opposé
à
l'autre. Ces spirales ne se touchent pas.
~ Dans chacune de ces cavités 2 sont insérés des godets 3 formés de deux parois latérales s'avançant hors de la paroi du tube externe pour former les porte-couteaux 11, ainsi que d'une paroi de forme arrondie constituant le fond du godet ainsi que les deux autres parois 5.
Les parois arrondies 5 desdits godets 3 sont soudées par leur fond sur un tube interne 9 inséré au centre du tube externe 1 mentionné précédemment.
~ Les plaques porte-couteaux 11, formées par les parois latérales des godets 3, sont percées en leurs centres d'un trou 4, ces trous étant parfaitement alignés sur un même porte-couteau afin d'y insérer le dispositif de retenue des couteaux, constitué
d'une tige filetée 7 ainsi que d'un écrou de serrage autobloquant 8 (voir figure 4).
~ Chacun des trous 4 mentionnés précédemment est muni d'un manchon 6, inséré
de manière très serrée ("press fit") afin de garantir au dispositif une grande solidité et une résistance à l'usure.
_g_ ~ Les dispositifs de retenue des couteaux 7 & 8 sont insérés dans les trous 4 et dans les manchons 6.
~ Comme illustré à a figure 3, les parois latérales 11 des godets 3 sont de forme arrondie afin de glisser sur les obstacles empêchant les déformations rendant ardues le changement de couteaux.
~ La présence des godets 3 permet aux couteaux de s'escamoter vers l'intérieur desdits godets lorsqu'ils rencontrent un obstacle.
~ Le remplacement des couteaux est, grâce à l'invention, une tâche relativement facile à exécuter puisque le fait qu'ils soient montés individuellement permet de né
Changer que les couteaux présentant un taux d'usure nécessitant une telle opération.
~ Les godets 3, tels qu'illustré à la figure 3, constituent un sous-ensemble distinct du produit fini. Ces dits godets sont intégrés à l'ensemble par soudure au niveau des deux parois constituées par le fond arrondi 5 et ceci, sur les quatre parois.
On peut avoir une idée plus précise de la méthode en observant les godets en place aux figures 1,2 et 4.
~ Sur ces mêmes dessins, on peut observer que les trous des porte-couteaux 4 sont situés très près du tube externe.

~ Tel qu'illustré à la figure 4, l'axe d'entraînement du rotor est constitué
de deux axes latéraux 10 qui sont installés chacun à une extrémité dudit rotor. Ces axes sont retenus par des boulons et des écrous, ceci dans le but de faciliter le remplacement en cas de bris, qui pourrait survenir en cas de défectuosité du roulement.
~ Ces axes latéraux, tout en étant aussi robustes qu'un axe central, demeurent beaucoup moins difficiles à manipuler en cas de besoin.

Claims

1. Un rotor constitué d'un tube externe creux 1 et de section circulaire, percé de cavités de formes rectangulaires 2.

2. Ces cavités 2 sont disposées suivant un dessin spiralé double, chacune des spirales débutant au point opposé à l'autre, ces mêmes spirales ne se rencontrant jamais.

3. Rotor selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque cavité 2 contient un godet 3 tel qu'illustré à la figure 3, ledit godet constituant une entité
indépendante qui sera intégré à l'ensemble par soudure.

4. Rotor selon les précédentes revendications, muni de godets porte-couteaux 3, les porte-couteaux étant constitués par les parois latérales 11 desdits godets.

5. Les trous des porte-couteaux 4 sont munis de manchons d'acier ultra résistants 6, insérés à l'intérieur de ces mêmes trous, afin de les protéger contre l'usure et de fournir une solidité supplémentaire à l'ensemble.

6. Rotor selon les revendications précédentes, dont l'arbre de rotation est constitué de deux axes indépendants 10, chacun desdits axes étant maintenu en place syr l'ensemble à l'aide de boulons et d'écrous, à chaque extrémité du tube externe.

7. Rotor selon les revendications précédentes, composé d'un tube externe 1 dans lequel est inséré un tube interne 9 sur lequel sont soudées les fonds 5 des godets 3.