DENT POUR SCIE DE TETE ABATTEUSE D'ARBRES

SAW TOOTH FOR TREE FELLER CUTTING HEAD

French Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION:
Tête abatteuse d'arbres ayant une scie sous forme de ca-
lotte sphérique supportée de façon inclinée par une colonne pouvant
avancé horizontalement vers l'arbre à couper. La scie porte des
dents de scie amovibles à sa périphérie. Ces dents sont faites d'une
tête et d'un manche. Ce manche s'enfourche dans un manchon solidaire-
ment fixé à la périphérie de la scie. Le manchon et le manche et la
tête ou une section carrée permettant la rotation de la dent. La face
avant de la tête est concave pour former quatre arêtes tranchantes.

Claims

REVENDICATIONS
1-. Une dent pour scie de tête abatteuse d'arbres
ayant une lame circulaire, ladite dent étant adaptée a être fixée
sur la périphérie de ladite lame, ladite dent comprenant un tube
évidé adapté à être solidairement fixé tangentiellement sur la
périphérie de ladite lame, un élément coupant adapté à être
maintenu de façon amovible dans ledit tube, ledit élément coupant
comprenant une tête présentant une face d'attaque de surface
concave orientée dans une direction tangentielle à ladite lame
circulaire et une tige fixée solidairement à la tête de façon à
ce que l'axe de la tige soit perpendiculaire à la face d'attaque,
ladite face d'attaque ayant un contour polygonal formé de
surfaces planes définissant des arêtes tranchantes, sur le bord
dudit contour, chacune desdites arêtes formant une ligne concave
définissant des pointes protubérantes vers l'avant à ses
extremités, ledit élément coupant pouvant être tourné dans ledit tube
afin de présenter alternativement chacune desdites arêtes dans
la position radialement la plus éloignée de la circonférence de
ladite lame circulaire relativement aux autres arêtes, et des
moyens pour retenir la rotation de ladite tige dans ledit tube
pour maintenir les arêtes dans ladite position éloignée.
2-. Une dent telle que revendiquée dans la revendication
1, dans laquelle le contour polygonal est carré.
3-. Une dent de scie adaptée à être fixée à la
périphérie d'une lame circulaire rotative pour couper un arbre,
ladite dent comprenant une tête carrée ayant quatre faces

-2-
latérales et une face frontale d'attaque concave orientée dans
une direction tangentielle à ladite lace circulaire, ladite face
d'attaque concave formant aux intersections avec las faces
latérales des arêtes coupantes, lesdites arêtes formant une ligne
concave définissant des pointes protubérantes vers l'avant à ses
extrémités, une tige fixée solidairement à ladite tête dans la
direction perpendiculaire à ladite face frontale d'attaque, des
moyens pour fixer tangentiellement ladite tige à la périphérie de
ladite lame circulaire, des moyens pour maintenir une des faces
latérales dans la position radialement la plus éloignée de la
circonférence de ladite lame circulaire relativement aux autres
arêtes, ladite dent, lorsque fixée à ladite lame est adaptée à
couper un arbre situé sur la tangente de ladite lame lorsque
cette dernière est en rotation.
4-. Une dent de scie telle que revendiquée aux
revendications 1 ou 3, dans laquelle les moyens pour fixer la
tige comprennent un manchon adapté à être fixé à la lame, ledit
manchon étant axialement orienté parallèlement à une tangente de
la lame, ladite tige étant adaptée à être parallèle à une
tangente de la lame, ladite tige étant adaptée à être introduite
dans ledit manchon, ladite tige et ledit manchon comprenant des
trous transversaux pour recevoir une cheville adaptée à retenir
ladite tige dans ledit manchon.
5-. Une dent de scie telle que revendiquée aux
revendications 1 ou 3, dans laquelle ladite tête à une section

-3-
trapésoidale diminuant de la face d'attaque vers ladite tige.
6-. Une dent pour scie à bois ayant une lama circulaire
rotative, ladite dent étant adaptée à dire solidairement
fixée de façon amovible sur la périphérie de ladite lame, ladite
dent comprenant un tube évidé adapté à être solidairement fixé
tangentiellement sur la péripherie de ladite lame, un élément
coupant adapté à être maintenu de façon amovible dans ledit tube,
ledit élément coupant comprenant une tête présentant une face
d'attaque de surface concave orientée dans une direction
tangentielle à ladite lame circulaire, une tige adaptée à être fixée
solidairement à la tête, ladite tige ayant un axe perpendiculaire
à la face d'attaque, ladite face d'attaque ayant un contour
polygonal formé de surfaces planes définissant des arêtes
tranchantes, sur le bord dudit contour, chacune desdites arêtes
formant une ligne concave définissant des pointes protubérantes
vers l'avant à ses extrémités, ledit élément coupant pouvant être
tourné afin de présenter alternativement chacune desdites arêtes
dans la position radialement la plus éloignée de la circonférence
de ladite lame circulaire relativement aux autres arêtes, et des
moyens pour immobiliser ladite dent sur ladite lame pour maintenir
les arêtes, dans ladite position éloignée.
7-. Une dent adaptée à être montée sur une scie
tronçonneuse de bois ayant une lame circulaire et des montures de
soutien, chacune desdites montures étant adaptée à retenir
unedite dent et être solidairement fixée tangentiellement sur la

-4-
périphérie de ladite lame, ladite dent étant caractérisée par un
élément coupant adapté à être maintenu de façon amovible par
chacune desdites montures, ledit élément coupant comprenant une
lite présentant une face d'attaque de surface concave orientée
dans une direction tangentielle à ladite lame circulaire, une
tige adaptée à être fixée solidairement à ladite tête, ladite
tige ayant un axe perpendiculaire à la face d'attaque et adapté à
être retenu par ladite monture, ladite face d'attaque ayant un
contour polygonal formé de surfaces planes définissant des arêtes
tranchantes, sur le bord dudit contour, chacune desdites arêtes
formant une ligne concave définissant des pointes protubérantes
vers l'avant à ses extrémités, ledit élément coupant pouvant être
tourné dans ladite monture afin de présenter alternativement
chacune desdites arêtes dans la position radialement la plus
éloignée de la circonférence de ladite lame circulaire relativement
aux autres arêtes, et des moyens pour immobiliser ladite
dent dans ladite monture pour maintenir les arêtes dans ladite
position éloignée.
8-. Une dent de scie adaptée à être fixée solidairement
et de façon amovible à un tube évidé fixé tangentiellement à
la périphérie d'une lame circulaire rotative pour tronçonner du
bois, ladite dent comprenant une tête carrée ayant quatre faces
latérales et une face frontale d'attaque concave orientée dans
une direction tangentielle à ladite lame circulaire, ladite face
d'attaque concave formant aux intersections avec les faces

-5-~~~~
latérales des arêtes coupantes, lesdites arêtes formant une ligne
concave définissant des pointes protubérantes vers l'avant à ses
extremités, une tige adaptée à être fixée solidairement à ladite
tête, ladite tige ayant un axe perpendiculaire à la face
d'attaque et adapté à être retenu par ledit tube évidé, des
moyens pour maintenir une des faces latérales dans la position
radialement la plus éloignée de la circonférence deladite lame
circulaire relativement aux autres arêtes, ladite dent, lorsque
fixée à ladite lame est adaptée à tronçonner du bois situé sur le
tangente de ladite lame lorsque ladite lame est en rotation.
9-. Une dent de scie telle que revendiquée dans les
revendications 1, 6, on 7 dans laquelle le contour polygonal
comprend quatre côtés.

Description

02~3
TITRE DE L'INVENTION:
TETE ABATTEUSE D'ARBRES
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION:
Champs de l'invention:
La présente invention se rapporte à une tête abatteuse
d'arbres ayant une lame courbée de forme d'une calotte sphérique et
ayant des dents à sa périphérie pouvant être remplacées.
~ntériorités:
Les brevets canadiens No 983,825, No 994,647 et No
1,017,232 décrivent des têtes d'abattage ayant une scie courbée, la-
quelle est actionnée à sa periphérie pour faire tourner ladite lame.
De plus, ladite lame est actionnée par un mouvement pendulaire dans
la direction de l'arbre à être coupé.
RESUME DE L'INVENTION:
Dans la présente tête abatteuse d'arbres, la scie faite
sous forme de calotte sphérique est supportée en son centre par une
colonne comprenant des moyens pour faire tourner ladite scie autour
~de son centre. Des moyens sont prévus pour permettre l'articulation
de la colonne dans un plan horizontal dans la direction de l'arbre à
8tre coupé. Des dents détachables sont fixées à la périphérie de la
scie qui permettent de couper tangentielle~nent à la scie lors de leur
; passage à l'extérieur d'un boitier enfermant partiellement la scie.
; Les dents sont préférablement reliées à la scie par des
tubes évidés solidaires de la scie. Une goupille retient de fason dé-
tachable la dent dans le tube. La face avant de la dent et le tube
sont de sections préférablement carrées pour permettre quatre orienta-
tions différentes à la dent et ainsi permettre le changement de la
surface de coupe.
~h~
- - ,
. .
.

~2~
-- 2
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS:
Figure 1 est une vue en perspect;ve de la tête abatteu-
se d'arbres,
Figure 2 est une vue de c~te de la tête abatteuse et
d'un arbre à couper,
Figure 3 est une vue de haut en plan d'un secteur de la
scie proprement dite,
Figure 4 est une vue schématique de la scie courbée il-
lustrant le dégagement permis,
Figure 5 est une vue agrandie d'une section de la péri-
phérie de la scie pouvant recevoir une dent de scie,
Figure 6 est une vue en perspective d'un tube pour rece-
voir une dent de scie,
Figure 7 est une vue en perspective d'une dent de scie.
Figure 8 est une vue de côté d'une dent de scie et,
Figure 9 est une vue arrière du tube montré à la figure
6 après installation sur la périphérie de la scie.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION:
La tête abatteuse montrée à la figure 1 comprend une co-
lonne porteuse 10 actionnée par un mécanisme à pistons 12 afin de
maintenir la colonne verticale et de la déplacer dans un plan essen-
tiellement hori~ontal~ La colonne 10 comprend des moyens connus pour
retenlr les arbres coupés tels que des bras d'appui 14, des bras de
préhension 16 et des bras d'accumulation 18.
La colonne 10 supporte à sa partie inférieure, une scie
circulaire concave 20 et un bo~tier 22 couvrant partiellement la scie
20. Le boitier 22 est retenu solidement à la colonne 10 par des pla-
ques 24 et 26 rigides soudées entre le bo~tier 22 et la colonne 10.
... 3

-- 3 --
La figure 2 illustre schémat;quement la colonne 10 ayant à sa base un
moteur hydraulique 28 pouvant entrainer en rotation la scie 20 tour-
nant dans le bo~tier 22. Iln segment 20a de la scie se proj~te à l'ex-
térieur du bo~tier 22 pour couper l'arbre 30 à sa base lorsque la co-
lonne lO est d~placée horizontalement dans la direction de la flèche
A.
Les dents 32 disposées sur la périphérie de la scie 20
coupent l'arbre sur une épaisseur B de sorte que la partie de l'arbre
supérieure à la tranc~e B puisse venir reposer sur la partie avant
22a du boitier pendant et après la coupe de l'arbre 30 lequel est re-
tenu dans sa position verticale par les bras 14, 16 et 18.
La scie 20 est retenue à la colonne 10 dans une posi-
tion inclinee par rapport à la colonne. Cette inclinaison est rendue
possible d~ à la structure concave de la scie qui permet au segment
20a d'être essentiellement horizontal dans son plan d'attaque de l'ar-
bre 30. Il est à remarquer qu'une scie plate tournant dans un plan in-
cliné autour d'un axe central aurait tendance à craquer particulière-
ment lorsque son angle change.
De plus, l'inclinaison de la scie permet un dégagement
arrière important entre le sol 34 et la scie. Ce dégagement est bien-
venu car l'abattage d'arbres se fait généralement sur des surfaces ac~
centuées ce qui permet un sciage plus près du sol, donc un usage plus
complet du tronc. De plus, elle nécessite une surface avant moins
grande ce qui est particulièrement utile en hiver lorsque la neige
est épaisse ou en présence de roches ou de souches d'arbres adjacen-
tes.
La lame de la scie 20, particulièrement illustrée dans
les figures 3 et 4, a une épaisseur de 5/8 po. et est fixée au moteur
28 par des boulons 36 concentriques à son centre 38.
... 4

~9~
-- 4 --
La scie est faite d'une calotte sphérique d'acier ayant une longueur
de corde de 55 po. et un rayon de courbure de 68 po. Elle est prévue
pour couper des arbres d'un diamètre maximum de 20 po. L'angle B
(fig.4) entre le rayon au sommet de la scie 20 et la verticale for-
mant l'inclinaison de la scie est d'environ 11. Le boitier 22 est
formé de deux calottes superposées 40 et 42. Ces calottes 40 et 42
ont un diamètre extérieur de 56 po. et un rayon de courbure correspon-
dant à la scie 20. Les calottes 40 et 42 sont reliées solidairement à
leur périphérie par un rebord formant un bourrelet 23 d'environ 3 po.
d'épais. La scie 20 et le boitier 22 sont fait d'un acier de 44 W.
ayant respectivement une épaisseur de 5/8 po. et 3/8 po.
~ne scie ayant la forme d'une calotte sphérique possède
une force et une résistance supérieures à une scie plate en ce qu'el-
le craque moins facilement. La scie incurv~e permet une meilleure vi-
sibilité à l'opérateur. De plus, la forme courbée diminue l'effet gy-
roscopique qui entrave la rapidité des diverses manoeuvres exécutées
par la scie. Une scie plate a tendance à revenir à sa position hori-
zontale.
De plus, cette scie étant prévue pour être inclinée par
rapport à l'arbre 30 et à la colonne 10, elle avance et attaque l'ar-
bre horizontalement. Cet arrangement élimine la nécessité d'un mouve-
ment pendulaire requis dans le brevet canadien No 994,647. Le bascule-
ment d'un système à poids lourd est à éviter.
La scie 20 illustrée à la figure 3 montre une des dents
32 fixée à sa périphérie. La scie possède une série d'encavures 40
(fig.5? présentant une surface radiale 42 précédée à l'avant par une
courbe de dégagement 44. La surface radiale 42 est perforée dans le
sens de la circonférence pour recevoir un tube 46, lequel est soudé à
la lame courbée de la scie 20. ... 5
'
,

i9~
-- 5 --
La part;e évidée du tube 46 resoit la dent 32 form~e d'un manche 48
et de l'élément coupant 50. Les sections de la partie évidée du tube
46 et du manche 48 correspondent pour retenir solidement la dent 32
lorsque l'élément coupant 50 attaque l'arbre 30. Pour prévenir tout
mouvement longitudinal du manche 48, des perforations 52 et 54 sont
prévues dans le tube 46 et le manche 48 respectivement pour recevoir
une cheville 56. Le jeu qui peut exister entre le manche 48 et le tu-
be 46 est rapidement éliminer par la sciure de bois qui y pénètre.
Les sections de la partie évidée du tube 46 et du manche 48 sont pré-
férablement carr~es pour permettre la rotation de l'élément coupant
50 lequel a un contour préférablement carré.
L'élément coupant 50 est Eormé d'une plaque carrée en
acier de très grande dureté ayant une section généralement trapézoida-
le. La partie avant 58 de l'élément 50 constituant la base du trapèze
est concave pour former des arêtes tranchantes 60 sur les quatre cô-
tés de la surface avant de l'élément coupant 50. Les quatre arêtes
tranchantes 60 peuvent être utilisées en tournant le manche 48 dans
le tube 46.
Le tube 46 est préférablement ouvert aux deux extrémi-
tés pour permettre le dégagement du manche 48 quand ce dernier est
coinçé dans la sciure de bois. La figure 9 montre qu'il est possible
à l'aide d'un poinson et d'un marteau de frapper sur la partie arriè-
re du manche 48.
La figure 9 montre aussi que le tube 46 est centré sur
la lame de la scie 22. Toutefois, l'invention permet de souder les tu-
bes 46 de fa~on décentrée et d'alterner le décentrement de part et
d'autre de la lame courbée de la scie 22. La hauteur de l'élément cou-
pant 50 produira une coupe de hauteur B (fig.2) dans le tronc de l'ar-
bre. ... 6

3~
La hauteur B devra avoir une dimension prédeterminée qui sera au
moins égale ~ la flèche de l'arc de la calotte sphérique de la scie
20 pénétrant dans l'arbre i.e. celle qui est définie par la combinai-
son de la courbure de la scie 20 et le diamètre maximum d'arbres à
couper. Pour une coupe de hauteur B très large, il peut être utile de
décentrer les dents tel qu'expliqué plus haut.
Bien que le tube 46J le manche 48 et l'él~ment coupant
50 ont été décrits avec une section carrée, l'invention se prête à
d'autres formes polygonales.
Des éléments coupants ayallt des arêtes tranchantes 60
de 2 po. sont prévus pour une scie 20 ayant un rayon de courbure de
68 po. et formant une calotte sphérique ayant une corde de 56 po. Si
plus de hauteur de coupe est requise, des dents décentrées sont préfé-
; rées. L'épaisseur de la plaque supérieure du boitier 22 est portée à
3/4 po. lorsqu'elle doit supporter des arbres plus lourds. La scie 20
tourne ~ une vitesse pouvant varier entre 900 et 1800 tours/min. et
est fabriquée d'un acier de 50 W. Les dents peuvent être faites d'un
fer relAtivement mou et subséquemment durcies à l'aide d'une torche
et de tungsten en poudre. Les arêtes tranchantes sont affûtées après
le refroidissement.
Une lame telle que décrite plus haut tournant à une vi-
tesse de 1450 révolutions/min. possède environ 22 dents sur sa péri-
phérie répartie de fason uniforme.
Une scie courbée 20 telle qu'illustrée aux figures 2 et
4 montre le plan d'attaque tangentiel par rapport à l'arbre 30. L'in-
clinaison de la scie permet un dégagement substantiel pour le 2/3 de
la surface inférieure du boitier 22.
... 7
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~: :

-- 7 --
Etant donn que les surfaces du sol adjacentes aux arbres à couper
sont rabotteuses et jonchées de débris, cela permet souvent de couper
l'arbre ~ un plus bas niveau et a;nsi faire une meilleure utilisation
des arbres. Cet avantage est particulièrement utile l'hiver car la
neige empêche de descendre une scie conventionnelle plate à ras du
sol. Comparé aux scies circulaires plates, l'utilisation d'une lame
incurvée permet une meilleure visibilité de l'utilisateur, nécessite
moins de surface ~ l'avant de l'arbre et diminue l'effet gyroscopi-
que entravant la rapidité des diverses manoeuvres.
De plus, cette scie courbée donne une section module
plus importante qu'une scie plate et évite ainsi certains problèmes
de "craquages" des dents ou de la lame, tout en permettant l'emploi
de dents plus larges. En fait, les bruits reliés au craquage sont éli-
minés.
A la différence des scies incurvées précédentes décri-
tes dans les brevets mentionnés plus hauts, la présente scie tourne à
une vitesse plus élevée et ne coupe pas suivant un mouvement pendulai-
re prolongant l'axe central de la courbure de la scie. L'accumulation
des arbres coupés est donc facile et le poids d'un système ~ bascule
est évité.
La conception de l'appareil comprend les avantages im-
portants ayant trait aux dents qui sont aisément remplasables en mi-
lieu forestier et qui peuvent être tournées pour offrir plusieurs sur-
faces de coupes avant d'etre affutées.
Le rapport robustesse-poids favorisé par la courbure du
boitier 22 entourant la scie 20 ajoute de la rigidité à l'ensemble et
particulièrement près des régions les plus sollicitées de la machine
à couper.

Representative Drawing