EP3313623A1 - Outil électroportatif à réducteur épicycloïdal - Google Patents

Outil électroportatif à réducteur épicycloïdal

Info

Publication number
EP3313623A1
EP3313623A1 EP16750885.2A EP16750885A EP3313623A1 EP 3313623 A1 EP3313623 A1 EP 3313623A1 EP 16750885 A EP16750885 A EP 16750885A EP 3313623 A1 EP3313623 A1 EP 3313623A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output shaft
bearing
ball screw
power tool
tool according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16750885.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Roger Pellenc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pellenc SAS
Original Assignee
Pellenc SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pellenc SAS filed Critical Pellenc SAS
Publication of EP3313623A1 publication Critical patent/EP3313623A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/02—Secateurs; Flower or fruit shears
    • A01G3/033—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades
    • A01G3/037—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades the driving means being an electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D17/00—Shearing machines or shearing devices cutting by blades pivoted on a single axis
    • B23D17/02—Shearing machines or shearing devices cutting by blades pivoted on a single axis characterised by drives or gearings therefor
    • B23D17/04—Shearing machines or shearing devices cutting by blades pivoted on a single axis characterised by drives or gearings therefor actuated by a rotary shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D29/00—Hand-held metal-shearing or metal-cutting devices
    • B23D29/005—Hand-held metal-shearing or metal-cutting devices for cutting sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00—Vices
    • B25B1/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B1/10—Arrangements for positively actuating jaws using screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2087—Arrangements for driving the actuator using planetary gears

Definitions

  • the present invention relates to a power tool and, more specifically, to such a tool using a transmission for transforming the rotary movement of an electric motor into a longitudinal translation movement of an active member, such as, for example, a transmission comprising a mechanism of the screw-nut type.
  • the invention finds applications generally in the production of transmission mechanisms and in the manufacture of power tools using a mechanism transforming the rotary motion of an engine into a longitudinal translational movement such as, for example, that provided by a ball screw-nut mechanism.
  • the invention finds particular applications in the manufacture of shears or sheet shears.
  • Power tools such as pruning shears and sheet metal shears, generally have a handle housing.
  • the housing serves as a support for a cutting member and houses an electric motor for actuating the cutting member.
  • the cutting member typically comprises a jaw with a fixed blade called hook, and a cutting blade movable around a blade pivot allowing it to pivot relative to the hook. Closing the cutting blade on the hook allows cutting a branch or a branch caught between the blade and the hook.
  • a mechanical transmission is used to transmit the movement of the motor to the cutting blade.
  • the transmission usually comprises a mechanical gear driven in rotation by the engine. It is, for example, an epicyclic reduction gear with planet gears.
  • the gearbox drives a ball screw of a screw-nut mechanism ball. It makes it possible to drive the ball screw with a reduced speed of rotation with respect to the speed of rotation of the electric motor. It also increases the torque.
  • the main function of the ball screw-nut mechanism is to convert the rotational movement of the motor and the gear unit into a translation movement.
  • the ball nut and the ball screw have complementary helical grooves that face each other and form a ball circulation path.
  • the rotation of the ball screw causes the balls to circulate in the ball path and the nut to move along the axis of the screw.
  • the mechanical forces of the movement are transmitted from the screw to the nut through the balls.
  • the direction of rotation of the screw clockwise or anticlockwise, determines the direction of axial displacement of the nut.
  • the nut is thus animated with a translation movement.
  • the translational movement of the ball nut is then transmitted to a cam of the cutting member.
  • the cam makes it possible to pivot a cutting blade by means of a lever effect between the cam pivot and the blade pivot.
  • the direction of movement of the ball nut along the ball screw determines the direction of pivoting of the blade is to open the cutting member, or to close it.
  • the opening of the cutting member corresponds to a pivoting of the movable blade which away from the hook. Closing the cutter moves the blade on the hook.
  • Such a tool is described, for example, in the document FR2614568.
  • Another solution to better contain the radial stresses, is to connect the ball screw to the housing of the cutting tool by means of two bearings mounted respectively at both ends of the ball screw.
  • This solution ensures a good stability of the ball screw but can cause problems of alignment of the bearings. It also poses problems of size and limitation of the stroke of the ball nut at the end of the ball screw. Finally, it requires a more complex design at the cutting blade, including its cam, generating a higher weight.
  • the size and weight of the various organs are indeed important parameters in the production of portable tools.
  • the present invention aims to provide a power tool not suffering from the difficulties mentioned above.
  • An object of the invention is in particular to reduce the size and size of the reducer and the bearings used for holding the ball screw in the housing of the tool.
  • Another object of the invention is to provide a mounting of the ball screw to sufficiently contain the radial stresses to make a bearing unnecessary at the distal end of the ball screw, that is to say the end opposite to the reducer.
  • An object of the invention is still to provide a compact tool, lightened, with a ball screw-nut mechanism allowing a maximum stroke of the ball nut.
  • an object of the invention is to provide a power tool operating with a reduced transmission noise.
  • the invention more specifically proposes a power tool comprising, in a housing:
  • the tool comprises at least one stabilization bearing, axially offset relative to the support bearing.
  • the stabilizing bearing connects the output shaft of the gearbox to the casing by at least one intermediate piece chosen from: the motor drive shaft, the drive shafts satellites of the gearbox and planet gears of the gearbox forming rollers.
  • the planet gears form rollers, when in addition to their function of transmitting motion, they are also configured for the transmission of radial stresses by a rolling contact with a conjugate rolling surface.
  • the planet gears of the gearbox are not used as an intermediate part, and therefore do not intervene in the transmission of radial stresses, the planet gears may be ordinary pinions which do not constitute rollers.
  • bearing does not prejudge the type of bearing used.
  • the one or more support bearings, the stabilizing bearing or bearings, as well as other bearings, for example bearing bearings of the drive shaft, can be chosen from bearings with or without a bearing, ball bearings with needles or rollers, or combinations thereof according to the specific constraints of the tool considered.
  • the gearbox, the ball screw and the nut of the ball screw-nut mechanism are part of a transmission which transmits the movement of the motor to an active member of the tool such as a cutting member. This aspect is described in more detail in the following description.
  • the output shaft is rigidly secured to the ball screw when it is fixed to the ball screw so as to prohibit relative angular movement between these parts.
  • the output shaft of the gearbox is rigidly secured to the ball screw when it is formed in one piece with the ball screw or when it constitutes the ball screw.
  • the output shaft of the gearbox may constitute the ball screw.
  • the helical groove for the circulation of the balls is formed directly on the output shaft of the gearbox.
  • the support bearing connects the output shaft of the gearbox to the housing when it ensures the maintenance of the axial position of the output shaft relative to the housing, with a freedom of rotation of the output shaft .
  • the support bearing can be mounted directly on the output shaft, for example in the immediate vicinity of the gearbox. It can also be mounted on a bearing seat provided, not directly on the output shaft, but on the ball screw secured to the output shaft. Furthermore the support bearing can be received directly in the housing, or in an intermediate piece, such as a bearing housing, or an intermediate casing, which connects the support bearing to the housing.
  • the stabilization bearing is axially offset relative to the support bearing when there exists between these bearings an offset measured along the common axis of the output shaft of the reducer and the ball screw or along a parallel axis to the axis of the output shaft of the gearbox.
  • the support bearing and the stabilization bearing or bearings may be coaxial or not.
  • the stabilizing bearing connects the output shaft of the gearbox to the housing through one or more of the intermediate parts mentioned above. These include the drive shaft of the motor, the planet carrier axes of the gear unit and / or the planet gears of the gear unit. This does not prejudge the existence or not of other additional intermediate parts which contribute to the maintenance of the output shaft of the gearbox on its axis.
  • the stabilizing bearing is connected to the housing through the drive shaft of the electric motor, it is understood that the drive shaft of the electric motor is not in direct contact with the housing of the tool. Indeed, the motor shaft can be received itself in the housing through one or more bearings.
  • the output shaft of the epicyclic reduction gear can include an axial bore facing the electric motor.
  • the motor drive shaft electric can have an end received in the axial bore of the output shaft through the stabilizing bearing.
  • the stabilizing bearing is then housed in the axial bore.
  • the output shaft of the gearbox, its axial bore, the stabilizing bearing and the motor drive shaft can be coaxial.
  • the stabilizing bearing offset from the support bearing of the output shaft of the gearbox, relieves the support bearing of part of the radial stresses to which the ball screw is subjected, by transmitting them to the shaft of the gearbox. drive of the electric motor. These stresses are then transmitted to the housing of the tool via one or more bearings of the drive shaft of the electric motor, already mentioned.
  • the support bearing of the output shaft of the gearbox is preferably in the vicinity of the gearbox so as not to encumber the space dedicated to the ball screw. This bearing, relieved of some of the radial stresses experienced by the ball screw, can thus be dimensioned in a more reduced manner, and the end of the ball screw, opposite the reducer, may be free of bearing.
  • the end of the ball screw can be free, which increases the length of the ball screw available for the stroke of the ball nut, while keeping the tool compact.
  • the concentricity of the stabilizing bearing within the axial bore of the output shaft of the gearbox is also a characteristic contributing to the compactness of the transmission.
  • the stabilizing bearing is mounted on a portion of the drive shaft of the electric motor located between the electric motor and the central gear of the reducer.
  • the stabilizing bearing can be connected to the output shaft of the gearbox via the planet carrier pins.
  • the planet carrier axes can form an anchorage on the output shaft for a stabilization bearing receiving part.
  • the stabilizing pafier thus transmits a portion of the radial forces undergone by the ball screw, and therefore by the output shaft of the gearbox, to the motor shaft. The forces are then transmitted to the housing by support bearings of the motor shaft.
  • the axial offset between the support bearing and the stabilizing bearing may be greater than in an embodiment where the stabilizing bearing is housed in a bore of the end of the output shaft of the reducer.
  • the planet carrier axes may each be provided respectively with a stabilizing bearing of the output shaft.
  • the stabilizing bearings are in rolling contact with a crown of the housing.
  • the planet carrier pins are rigidly secured to the output shaft in so far as they drive the output shaft into the epicyclic reduction gearbox. In this mode of implementation, they are used to transfer the radial stresses of the ball screw and the output shaft of the gearbox to the housing, via the rolling ring.
  • the crown can be formed directly by the housing or can be an insert mounted in the housing and fixed relative to the housing.
  • the number of satellite gate axes is generally greater than or equal to three. It is thus possible to use several stabilization levels and thus distribute the transmission of stabilization stresses towards the housing.
  • the bearings may be smaller than in a configuration with a single stabilization bearing.
  • the planet gears may each have a cylindrical elbow with a diameter substantially equal to the pitch diameter of the pinion.
  • the shoulder of the planet gears form a tread in rolling contact with a bearing ring secured to the housing.
  • the satellites in addition to their function of transmission of motion in the epicyclic reduction gear, also serve as rollers.
  • each planet gear constitutes, with its planet-bearing axis, a stabilization bearing.
  • This embodiment is particularly economical insofar as the planet gears constitute directly the bearings with their respective axes. It requires, however, precise sizing of the shoulder of the gables. Indeed, if the shoulder had a diameter different from the pitch diameter of the gears, slip friction would be caused between the shoulder and the bearing ring.
  • the motor drive shaft is connected to the housing by at least one bearing called “engine bearing", separate from the stabilization bearing.
  • engine bearing separate from the stabilization bearing.
  • the motor shaft is preferably supported by two motor bearings, for example at each end of the rotor.
  • the various bearings mentioned, in particular the support bearing, the stabilizing bearing or bearings and the motor bearing or bearings may be rolling bearings or not. It may be, in particular, bearings with a ball bearing, needle or roller, or a combination thereof.
  • the support bearing of the gearbox output shaft preferably comprises a needle or roller bushing. Supporting the output shaft of the gearbox with a needle or roller bushing makes it possible to withstand a portion of the radial stresses experienced by the ball screw and the output shaft of the gearbox. This construction partially relieves the stabilizing bearing.
  • the tool may also include one or more needle stops, cooperating with the output shaft of the epicyclic reduction gear, to prohibit or limit axial movement of the output shaft and support the axial forces of the transmission.
  • the needle stop can be configured, for example, to come into contact with a bearing flange, an elastic ring or a shoulder adapted to the output shaft.
  • the axial stresses are essentially due to the opening and closing constraints of the cutting member in the case of a tool such as shears or shears.
  • the ball screw-nut mechanism may comprise a ball nut, movable in translation relative to an axis of the ball screw, and connected to an active member such as a cutting member.
  • the ball nut can be connected to a pivoting blade, and more specifically to an actuating cam of the blade.
  • the cam is provided to convert the translational movement of the ball nut into a pivoting movement of the blade.
  • the ball nut can be connected to the cam by one or more rods, for example. The displacement of the ball nut along the ball screw thus causes the opening or closing of the cutting member.
  • Figure 1 is a section of an electric pruning device according to the invention.
  • Figure 2 is a sectional view of a portion of a motor and a reducer secateur of Figure 1 showing on a larger scale the arrangement of support bearings and stabilization.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a possibility of arranging the support and stabilization bearings according to the invention and corresponding to FIG. 1.
  • FIG. 4A is a schematic representation of another possibility of arranging the support and stabilization bearings, according to the invention.
  • Figure 4B is a section along A-A of the device of Figure 4A.
  • FIG. 5A is a schematic representation of another possibility of arranging the support and stabilization bearings according to the invention.
  • Figure 5B is a section along B-B of the device of Figure 5A.
  • Figure 6 is a schematic representation of another possibility of arranging the support and stabilizing bearings according to the invention. Detailed description of modes of implementation of the invention
  • FIG. 1 represents in section an electric pruner 1.
  • the electric pruner 1 comprises a main housing 2 housing an electric motor 10, an epicyclic reduction gear 20, mounted on a drive shaft 12 of the motor, and a nut screw mechanism 30. ball.
  • the shaft 12 of the electric motor 10 is held in the housing by two motor bearings PM1 and PM2 located on either side of the motor 10.
  • the bearings P 1, PM 2 are preferably made of ball bearings.
  • the motor 10 comprises a stator 13 and a rotor
  • the epicyclic reduction gear 20 which can be seen more clearly in FIG. 2, comprises an output ring gear rigidly integral with an output shaft 32.
  • the output ring serves as support for the planet carrier pins 24 which carry planet gears 25.
  • the invention relates to gears meshing with a central pinion 26 secured to the drive shaft 12 of the motor 10, and rolling in a toothed rolling crown 27.
  • the planet gears 25 are simply referred to as "satellites" in the rest of the text. .
  • the epicyclic reduction gear has the function of conferring on its output shaft 32 a reduced speed of rotation relative to the speed of rotation of the drive shaft 12 of the motor.
  • the rotation at reduced speed is accompanied by an increase in the torque.
  • the output shaft 32 of the gearbox is also part of the ball nut screw mechanism 30 in that a part of this shaft, visible in FIG. 1, forms the ball screw 34.
  • the free end of the output shaft is provided with a helical groove for the circulation of balls.
  • the ball screw 34 of the output shaft cooperates with a nut 36 through unrepresented balls, which circulate in a ball path formed by the conjunction of the helical groove of the ball screw and a corresponding helical groove of the ball nut 36.
  • the nut 36 is not shown in section.
  • the rotation of the output shaft 32 thus causes a displacement of the ball nut 36.
  • the nut moves in a direction that brings it closer to or away from the engine according to the direction of rotation of the shaft. exit.
  • the ball nut 36 of the ball screw-nut mechanism 30 is connected to a cutting member 40.
  • this is a movable blade 42 of the pruner pivoting about A blade pivot 43.
  • the nut 36 is connected to a cam 44 of the movable blade via a cam pin 45 and two rods 46 of which only one is visible.
  • the displacement of the nut 36 causes the pivoting of the movable blade 42 in a direction that brings it closer to or away from a contralame 48 called "hook".
  • the movable blade pivots away from the hook when the ball nut 36 moves towards the distal end of the ball screw 34. This movement corresponds to the opening of the pruner .
  • the movable blade 42 pivots to close on the hook when the ball nut moves toward the motor 10. This movement is a cutting movement.
  • the opening and cutting movements of the cutting member generate mainly on the ball screw 34 and on the output shaft 32 of the gearbox 30 axial forces, that is to say parallel to the axis of rotation. the output shaft 32. they also generate radial forces, that is to say perpendicular to the axis of the output shaft 32.
  • the radial forces are due, for example, to a transient inclination of the rods by relative to the axis of the output shaft 32 or the ball screw 34. This is the case, in particular, when the rods are connected to a pivoting cam 44 by a cam pivot 45 which can not be maintained constantly in the axis of the ball screw in view of its circular trajectory centered on the blade pivot 43.
  • the output shaft 32 of the epicyclic reduction gear 20 is held in the main housing 2 by a support bearing PS1.
  • the support bearing PS1 visible on a larger scale in FIG. 2, has the function of maintaining the output shaft and of transferring towards the casing axial and radial forces applied to the output shaft 32 by the work of the cutting member. The forces are transmitted to the main casing 2 by means of a ring 52 of the support bearing PS1.
  • the parts of the motor or the gearbox held in the main housing 2 of the shears are by means of the intermediate casing 4 already mentioned.
  • a maintenance directly in the main housing is however possible.
  • the support bearing PS1 comprises a first needle bushing forming a first needle bearing 54 rolling on the surface of the output shaft 32 of the reducers.
  • the needles of the needle bearing 54 make it possible to transmit to the casing a part of the radial forces sustained by the output shaft 32 via the ring 52.
  • the support bearing PS1 comprises a second needle cage which forms a stop to Needles 56.
  • the needle stop 56 rolls against the output ring gear 22 of the gearbox, and more precisely against a flange 57 resting on the crown.
  • the needle stop 56 is used to transfer to the housing, via the ring 52, the axial forces of the output shaft 32 of the bearing during the cutting movement.
  • the support bearing PS1 comprises a third needle cage forming another needle stop 58 bearing against a second flange 59 held on the output shaft 32 by an elastic ring 60.
  • the needle stop 58 makes it possible in particular to transfer towards the housing axial forces experienced by the output shaft 32 of the gear during an opening movement of the cutting member.
  • the end of the drive shaft 12 of the motor facing the epicyclic reduction gear is provided with a stabilizing bearing PS2.
  • the stabilizing bearing is mounted in an axial bore 33 of the output shaft 32 of the epicyclic reduction gear. It is, in the illustrated example, a ball bearing.
  • the drive shaft 12 of the motor, the bore 33, the stabilizing bearing PS2 and the output shaft 32 of the epicyclic reduction gear are coaxial.
  • the stabilization bearing PS2 is axially offset relative to the support bearing PS1 towards the motor.
  • the offset gives these two bearings a good range to withstand the forces and radial stresses experienced by the ball screw 34 and thus the output shaft 32 of the epicyclic reduction gear.
  • the use of the PS2 stabilization bearing greatly relieves the PS1 support bearing from radial stresses and therefore allows a better support of the ball screw and a smaller dimensioning of the PS1 support bearing. It also makes it possible to prevent the radial forces being borne directly by the gearbox satellites, avoiding premature wear of the gear teeth of the various gears of the gearbox (satellites, crown).
  • the ball screw 34 has no bearing at its free end, as shown in FIG. 1.
  • the absence of a bearing at the end of the ball screw allows, as previously mentioned, a greater deflection of the ball nut stroke and a more compact construction of the tool.
  • FIG. 3 is a diagrammatic section showing the arrangement of the main members involved in the stabilization of the output shaft in a construction comparable to FIGS. 1 and 2.
  • the motor 10 the motor bearings PM1, PM2 supporting the drive shaft 12 of the motor, the central drive gear 26, mounted on the drive shaft 12 of the motor 10, the stabilization bearing PS2 integrated in an axial bore 33 of the output shaft 32, the planet carrier support ring 22, the support bearing PS1 and the output shaft 32 of the epicyclic reduction gearbox 30.
  • the housing receiving the stresses and mechanical forces of the motor and the gearbox is represented by symbolic way. It may be either the main housing 2 or the intermediate housing 4 received rigidly in the main housing. A double reference 2, 4 is thus mentioned in the figures.
  • a satellite 25 is mounted on a planet-carrier shaft 24 of the ring gear 22. H is rotated by the central pinion 26 of the drive shaft 12 of the engine 10.
  • the planet gear 25 is meshing with a toothed crown wheel 27 device, in which he can roll.
  • the toothed ring gear 27 is held fixed by the main casing 2 or by the intermediate casing 4.
  • the rolling of the satellite 25 in the toothed ring gear 27 causes the satellite in a circular motion about the axis 3 of the shaft drive.
  • the movement of the satellite 25 drives the output ring 22 which serves as support for the planet carrier axes, and the output ring gear 22 drives the output shaft 32 of the gearbox of which it is integral.
  • Figure 3 shows only one satellite 25 located in the plane of section. Two other satellites are located outside the plane of section and are not represented.
  • the gearbox 30 preferably comprises a number of satellites equal to or greater than three.
  • the second PM2 motor bearing can be omitted.
  • the motor shaft is supported only by the first motor bearing PM1, located opposite the epicyclic reduction gear 30, and by the stabilization bearing PS2.
  • the stabilization bearing PS2 is in fact maintained on the axis 3 by the output ring gear 22 integral with the output shaft 32, and by the support bearing PS1 connected to the main casing 2 or to the intermediate casing 4.
  • FIG. 4A is a schematic cross-section corresponding to another embodiment of the invention in which a stabilization bearing PS2 connects the output shaft of the gearbox to the housing via the planet carrier pins 24.
  • the axes satellites are integral with the output shaft 32 via the output ring 22.
  • the shafts are also received in a stabilizing disc 70 mounted on the drive shaft 12 of the motor 10 via the stabilizing bar PS2.
  • the stabilizing disc 70 is rigidly secured to the planet carrier pins 24 and forms a housing for the stabilizing bearing PS2.
  • the drive shaft 12 of the motor is itself connected to the housing via motor bearings PM1 and PM2 already mentioned with reference to the previous figures.
  • Figure 4B is a view along a plane A-A of Figure 4A. It shows in section the stabilizing disc 70 and the planet carrier axes 24 of three satellites 25 of which only the primitive circles are indicated in broken lines.
  • the satellites 25 have a regular angular distribution at 120 ° around the axis 3 of the drive shaft 12.
  • the stabilization bearing PS2 is indicated schematically. It connects the driving shaft 12 to the stabilizing disk 70.
  • FIGS. 5A and 5B show a variant of the implementation of the invention, in which several stabilizing steps are used.
  • the stabilization bearings PS2a, PS2b, PS2c are always integral with the output shaft 32 of the epicyclic reduction gearbox 30 via the output ring gear 22 and the planet carrier pins 24 rigidly integral with the output ring gear 22.
  • stabilization bearings PS2a, PS2b, PS2c are mounted on the planet carrier axles, behind the satellites, and roll on a smooth rolling crown 29.
  • the term “smooth” does not prejudge the surface condition of the so-called rolling crown it is smooth, but simply distinguishes it from the toothed ring gear 27.
  • the smooth ring gear 29 is indeed devoid of teeth and has a peripheral and cylindrical tread for the bearings.
  • the smooth rolling ring 29 may be formed by a shoulder of the toothed ring gear 27. It will be recalled that the planet wheels 25 are engaged on the toothed ring gear 27.
  • the bearings PS2a, PS2b, PS2c are, for example, ball or needle bearings. Bearings without bearings are also usable.
  • Figure 5B shows the bearings PS2a, PS2b, PS2c according to section BB of Figure 5A. The pitch circles of the satellites 25 and the center gear 26 are shown in broken lines.
  • Figure 6 shows yet another implementation possibility in which the satellites 25 directly form the stabilizing bearings.
  • the satellites 25, only one of which is seen in section in FIG. 6, have a toothing 25a extending over only a part of their width.
  • the toothing of the satellite is engaged with a portion 26a of the central gear 26 also toothed, and with a toothed crown gear 27.
  • This mechanism is similar to that described with reference to the previous figures.
  • the satellites also form, over a portion of their width, a roller with a shoulder forming a tread 25b.
  • the tread 25b of the satellites is rolling on a ring of smooth rolling 29 and a corresponding tread 26b of the central gear 26.
  • the smooth rolling ring 29 is comparable to that described with reference to Figures 5A and 5B.
  • the smooth rolling ring 29, the tread 26b of the central gear 26, as the tread 25b of the satellite are devoid of toothing.
  • the planet gears 25 also constitute stabilization bearings.
  • the diameter of the tread 25b of the satellites and the diameter of the tread 26b of the central gear 26 correspond to the pitch diameter of the parts 25a, 26a having teeth to avoid friction during rolling. It is the same for the smooth rolling ring 29 whose diameter is adjusted to the pitch circle of the toothed crown 27.
  • the tread 25b of the satellites can be designed to roll only on the smooth rolling ring 29 or only on the tread 26b of the central gear 26.

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Abstract

L'invention concerne un outil électroportatif comprenant, dans un carter (2,4) : - un moteur électrique (10) avec un arbre d'entraînement (12), - un réducteur épicycloïdal (20) à pignons satellites (25) en prise sur un pignon centrai (26) de l'arbre d'entraînement (&é) du moteur électrique (10), le réducteur étant pourvu d'un arbre de sortie (32) rigidement solidaire d'une vis à billes (34) d'un mécanisme de vis-écrou à billes (30) et coaxial à la vis à billes (34), - un palier de support (PS1 ) reliant l'arbre de sortie (32) au carter (2,4). Conformément à l'invention l'outil comprend au moins un palier de stabilisation (PS2, PS2a, PS2b, PS2c), axialement décalé par rapport au palier de support (PS1 ), le palier de stabilisation (PS2, PS2a, PS2b, PS2c) reliant l'arbre de sortie (32) du réducteur épicycloïdal (20) au carter (2, 4) par au moins une pièce intermédiaire choisie parmi : l'arbre d'entraînement (12) du moteur électrique (10), des axes porte-satellites (24) du réducteur épicycloïdal (20) et des pignons satellites (25) du réducteur épicycloïdal (20). Application aux sécateurs et aux cisailles à tôle notamment.

Description

Outil électroportatif à réducteur épicycloïda!
Domaine technique
La présente invention concerne un outil électroportatif et, plus précisément, un tel outil utilisant une transmission pour transformer le mouvement rotatif d'un moteur électrique en un mouvement de translation longitudinal d'un organe actif, tel que, par exemple, une transmission comprenant un mécanisme du type vis-écrou à billes.
L'invention trouve des applications de manière générale dans la réalisation de mécanismes de transmission et dans la fabrication d'outils électroportatifs utilisant un mécanisme transformant le mouvement rotatif d'un moteur en un mouvement de translation longitudinal tel que, par exemple, celui fourni par un mécanisme de vis-écrou à billes. L'invention trouve notamment des applications dans la fabrication de sécateurs ou de cisailles à tôle.
Etat de la technique antérieure
Les outils électroportatifs, tels que les sécateurs et les cisailles à tôle, comportent généralement un carter formant poignée. Le carter sert de support à un organe de coupe et loge un moteur électrique destiné à actionner l'organe de coupe. Dans le cas d'un sécateur électrique, l'organe de coupe comprend typiquement une mâchoire avec une lame fixe appelée crochet, et une lame de coupe mobile autour d'un pivot de lame lui permettant de pivoter par rapport au crochet. La fermeture de la lame de coupe sur le crochet permet de sectionner une branche ou un sarment pris entre la lame et le crochet.
Une transmission mécanique est utilisée pour transmettre le mouvement du moteur à la lame de coupe. La transmission comprend usuellement un réducteur mécanique entraîné en rotation par le moteur. Il s'agit, par exemple, d'un réducteur épicycloïdal à pignons satellites.
Le réducteur entraine une vis à billes d'un mécanisme de vis-écrou à billes. Il permet d'entraîner la vis à billes avec une vitesse de rotation réduite par rapport à la vitesse de rotation du moteur électrique. Il permet également d'augmenter le couple de rotation.
Le mécanisme de vis-écrou à billes a pour fonction essentielle de convertir le mouvement de rotation du moteur et du réducteur en un mouvement de translation. L'écrou à billes et la vis à billes présentent des gorges hélicoïdales complémentaires qui se font face et qui forment un chemin de circulation de billes. La rotation de la vis à billes provoque la circulation des billes dans le chemin de billes et le déplacement de l'écrou le long de l'axe de la vis. Les efforts mécaniques du mouvement sont transmis de la vis à l'écrou par l'intermédiaire des billes. Le sens de rotation de la vis, horaire ou antihoraire, détermine le sens de déplacement axial de l'écrou. L'écrou est ainsi animé d'un mouvement de translation.
Le mouvement de translation de l'écrou à billes est ensuite transmis à une came de l'organe de coupe. Ceci a lieu par l'intermédiaire de biellettes montées sur l'écrou et reliées à la came, par exemple, par un pivot de came. La came permet en particulier de faire pivoter une lame de coupe par effet de levier entre le pivot de came et le pivot de lame. Le sens de déplacement de l'écrou à billes le long de la vis à billes détermine le sens de pivotement de la lame soit pour ouvrir l'organe de coupe, soit pour le fermer. Dans le cas d'un sécateur, l'ouverture de l'organe de coupe correspond à un pivotement de la lame mobile qui l'écarté du crochet. La fermeture de l'organe de coupe déplace la lame sur le crochet.
Un tel outil est décrit, par exemple, dans le document FR2614568.
Une des difficultés rencontrées avec des transmissions de ce type est le maintien axial et radial de la vis à billes. La vis à billes subit essentiellement des efforts axiaux correspondant aux efforts d'ouverture et surtout aux efforts de coupe lors de la fermeture de la lame. Ces efforts sont transmis par les billes entre la vis et l'écrou à billes, de la manière évoquée ci-dessus. La cinématique particulière de cette transmission empêche au cours du mouvement d'ouverture ou de fermeture de la lame de maintenir le pivot de came dans l'axe de la vis à bille et cette dernière subit ainsi des efforts radiaux, c'est-à-dire perpendiculaires à son axe. Ces efforts tendent à incliner la vis à billes par rapport à son axe. Les efforts radiaux sont dus essentiellement au fait que les biellettes qui relient l'écrou à billes à la came de l'organe de coupe ne restent pas constamment parallèles à l'axe de la vis à billes lors du mouvement de pivotement.
Plusieurs solutions sont envisagées pour le maintien de l'axe de la vis à billes.
Une solution, permettant de laisser l'extrémité de la vis à bille libre, consiste à prévoir un unique palier, et en particulier un palier à rouleaux, pour relier la vis à billes au carter de l'outil. Ce palier est monté à proximité du réducteur pour ne pas gêner le mouvement de l'écrou à billes. Cette solution requiert toutefois un surdimensionnement du palier pour contenir les contraintes radiales de la vis à billes. Elle pose également des problèmes d'encombrement, de coût et de poids pour un outil portatif. De plus, les contraintes radiales de la vis à billes ne sont pas nécessairement contenues de manière satisfaisante.
Une autre solution, permettant de mieux contenir les contraintes radiales, consiste à relier la vis à billes au carter de l'outil de coupe par l'intermédiaire de deux paliers montés respectivement aux deux extrémités de la vis à billes. Cette solution assure une bonne stabilité de la vis à bille mais peut poser des problèmes d'alignement des paliers. Elle pose également des problèmes d'encombrement et de limitation de la course de l'écrou à billes à l'extrémité de la vis à billes. Enfin, elle nécessite une conception plus complexe au niveau de la lame de coupe, et notamment de sa came, générant un poids plus élevé.
Une dernière solution, qui n'est pas exclusive de la précédente, est décrite par le document EP2786845. Elle consiste à pourvoir la vis à bille d'un palier oblique asymétrique supportant un décalage radial de l'axe de la vis à billes. Une telle solution reste sujette à des limites en termes de coût, d'encombrement et de poids. En tout état de cause, cette solution amène aussi une reprise très importante des efforts radiaux par le réducteur.
L'encombrement et le poids des différents organes sont en effet des paramètres importants dans la réalisation d'outils portatifs.
Exposé de l'invention
La présente invention a pour but de proposer un outil électroportatif ne souffrant pas des difficultés mentionnées ci-dessus.
Un but de l'invention est en particulier de réduire la taille et l'encombrement du réducteur et des paliers utilisés pour le maintien de la vis à billes dans le carter de l'outil.
Un autre but de l'invention est de proposer un montage de la vis à billes permettant de contenir suffisamment les contraintes radiales pour rendre superflu un palier à l'extrémité distale de la vis à billes, c'est-à-dire l'extrémité opposée au réducteur.
Un but de l'invention est encore de proposer un outil compact, allégé, avec un mécanisme de vis- écrou à billes permettant une course maximum de l'écrou à billes.
Enfin un but de l'invention est de proposer un outil électroportatif fonctionnant avec un bruit de transmission réduit.
Pour atteindre ces buts l'invention propose plus précisément un outil électroportatif comprenant, dans un carter :
- un moteur électrique avec un arbre d'entraînement,
- un réducteur épicycioïdal à pignons satellites, en prise sur un pignon central solidaire de l'arbre d'entraînement du moteur électnque, le réducteur étant pourvu d'un arbre de sortie rigidement solidaire d'une vis à billes d'un mécanisme de vis-écrou à billes et coaxial à la vis à billes,
- un palier de support reliant l'arbre de sortie au carter.
Conformément à l'invention, l'outil comprend au moins un palier de stabilisation, axialement décalé par rapport au palier de support. Le palier de stabilisation relie l'arbre de sortie du réducteur au carter par au moins une pièce intermédiaire choisie parmi : l'arbre d'entraînement du moteur, les axes porte- satellites du réducteur et des pignons satellites du réducteur formant des galets de roulement.
On considère que les pignons satellites forment des galets de roulement, lorsqu'outre leur fonction de transmission du mouvement, ils sont également configurés pour la transmission de contraintes radiales par un contact roulant avec une surface de roulement conjuguée.
Il convient de préciser que, lorsque les pignons satellites du réducteur ne sont pas utilisés comme pièce intermédiaire, et n'interviennent donc pas dans la transmission de contraintes radiales, les pignons satellites peuvent être des pinions ordinaires qui ne constituent pas des galets de roulement.
Le terme palier ne préjuge pas du type de palier utilisé. Le ou les paliers de support, le ou les paliers de stabilisation, ainsi que d'autres paliers, par exemple des paliers de support de l'arbre d'entraînement peuvent être choisis parmi des paliers avec ou sans roulement, des roulements à billes à aiguilles ou à rouleaux, ou des combinaisons de ces derniers selon les contraintes spécifiques de l'outil considéré.
Le réducteur, la vis à billes et l'écrou du mécanisme de vis-écrou à billes font partie d'une transmission qui transmet le mouvement du moteur à un organe actif de l'outil tel qu'un organe de coupe. Cet aspect est décrit plus en détail dans la suite de la description.
On considère que l'arbre de sortie est rigidement solidaire de la vis à billes lorsqu'il est fixé à la vis à billes de manière à interdire tout mouvement angulaire relatif entre ces parties. En particulier, on considère que l'arbre de sortie du réducteur est rigidement solidaire de la vis à billes lorsqu'il est réalisé d'une seule pièce avec la vis à bille ou lorsqu'il constitue la vis à billes. En effet, selon un mode de réalisation préféré d'un outil conforme à l'invention, l'arbre de sortie du réducteur peut constituer la vis à billes. Dans ce cas, la gorge hélicoïdale pour la circulation des billes est formée directement sur l'arbre de sortie du réducteur. On considère que le palier de support relie l'arbre de sortie du réducteur au carter lorsque qu'il assure le maintien de la position axiale de l'arbre de sortie par rapport au carter, avec une liberté de rotation de l'arbre de sortie. Ceci ne préjuge pas de l'endroit du montage du palier de support. Le palier de support peut être monté directement sur l'arbre de sortie, par exemple au voisinage immédiat du réducteur. Il peut aussi être monté sur un siège de palier prévu, non pas directement sur l'arbre de sortie, mais sur la vis à billes solidaire de l'arbre de sortie. Par ailleurs le palier de support peut être reçu directement dans le carter, ou dans une pièce intermédiaire, telle qu'un logement de palier, ou un carter intermédiaire, qui relie le palier de support au carter.
On considère que le palier de stabilisation est axialement décalé par rapport au palier de support lorsqu'il existe entre ces paliers un décalage mesuré selon l'axe commun de l'arbre de sortie du réducteur et de la vis à billes ou selon un axe parallèle à l'axe de l'arbre de sortie du réducteur. Le palier de support et le ou les paliers de stabilisation peuvent être coaxiaux ou non.
Le palier de stabilisation relie l'arbre de sortie du réducteur au carter par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs des pièces intermédiaires mentionnées ci- dessus. Il s'agit notamment de l'arbre d'entraînement du moteur, les axes porte- satellites du réducteur et/ou les pignons satellites du réducteur. Ceci ne préjuge pas de l'existence, ou non, d'autres pièces intermédiaires supplémentaires qui contribuent au maintien de l'arbre de sortie du réducteur sur son axe.
A titre d'exemple, si le palier de stabilisation est relié au carter par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement du moteur électrique, on comprend que l'arbre d'entraînement du moteur électrique n'est pas en contact direct avec le carter de l'outil. En effet, l'arbre du moteur peut être reçu lui-même dans le carter par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs paliers.
Selon une possibilité de réalisation d'un outil conforme à l'invention, l'arbre de sortie du réducteur épicycloïdal peut comporter un alésage axial tourné vers le moteur électrique. Dans ce cas, l'arbre d'entraînement du moteur électrique peut présenter une extrémité reçue dans l'alésage axial de l'arbre de sortie par l'intermédiaire du palier de stabilisation.
Le palier de stabilisation est alors logé dans l'alésage axial. Dans ce cas, l'arbre de sortie du réducteur, son alésage axial, le palier de stabilisation et l'arbre d'entraînement du moteur peuvent être coaxiaux.
Le palier de stabilisation, décalé par rapport au palier de support de l'arbre de sortie du réducteur, permet de soulager le palier de support d'une partie des contraintes radiales subies par la vis à billes, en les transmettant à l'arbre d'entraînement du moteur électrique. Ces contraintes sont ensuite transmises au carter de l'outil par l'intermédiaire d'un ou plusieurs paliers de l'arbre d'entraînement du moteur électrique, déjà évoqués.
Le palier de support de l'arbre de sortie du réducteur se situe de préférence au voisinage du réducteur de manière à ne pas encombrer l'espace dédié à la vis à billes. Ce palier, soulagé d'une partie des contraintes radiales subies par la vis à billes, peut ainsi être dimensionné de manière plus réduite, et l'extrémité de la vis à billes, opposée au réducteur, peut être dépourvue de palier.
En d'autres termes, l'extrémité de la vis à billes peut être libre, ce qui augmente la longueur de la vis à billes disponible pour la course de l'écrou à billes, tout en conservant à l'outil un caractère compact.
Le caractère concentrique du palier de stabilisation à l'intérieur de l'alésage axial de l'arbre de sortie du réducteur est également une caractéristique contribuant au caractère compact de la transmission.
Selon une autre possibilité de réalisation d'un outil conforme à l'invention, le palier de stabilisation est monté sur une portion de l'arbre d'entraînement du moteur électrique située entre le moteur électrique et le pignon central du réducteur. Dans ce cas, le palier de stabilisation peut être relié à l'arbre de sortie du réducteur par l'intermédiaire des axes porte-satellites.
En particulier les axes porte-satellites peuvent former un ancrage sur l'arbre de sortie pour une pièce de réception du palier de stabilisation. Le pafier de stabilisation transmet ainsi une partie des forces radiales subies par la vis à billes, et donc par l'arbre de sortie du réducteur, vers l'arbre du moteur. Les forces sont ensuite transmises au carter par des paliers de support de l'arbre du moteur.
Dans ce mode de réalisation, le décalage axial entre le palier de support et le palier de stabilisation peut être plus grand que dans une réalisation où le palier de stabilisation est logé dans un alésage de l'extrémité de l'arbre de sortie du réducteur. Ce décalage, s'il est obtenu au prix d'une compacité légèrement réduite de la transmission, permet d'augmenter un bras de levier entre les paliers de support et de stabilisation pour contenir, mieux encore, les forces radiales s'exerçant sur la vis à billes et l'arbre de sortie du réducteur.
Selon encore une autre possibilité de réalisation d'un outil conforme à l'invention, les axes porte-satellites peuvent être pourvus chacun, respectivement d'un palier de stabilisation de l'arbre de sortie. Dans ce cas, les paliers de stabilisation sont en contact roulant avec une couronne de roulement du carter.
Les axes porte-satellites sont rigidement solidaires de l'arbre de sortie dans la mesure où ils assurent l'entraînement de l'arbre de sortie dans le réducteur épicycloïdal. Dans ce mode de mise en œuvre, ils sont mis à profit pour transférer les contraintes radiales de la vis à billes et de l'arbre de sortie du réducteur vers le carter, par l'intermédiaire de la couronne de roulement.
La couronne de roulement peut être constituée directement par le carter ou peut être une pièce rapportée montée dans le carter et fixe par rapport au carter.
Le nombre d'axes porte satellite est généralement supérieur ou égal à trois. Il est ainsi possible d'utiliser plusieurs paliers de stabilisation et répartir ainsi la transmission des contraintes de stabilisations vers le carter. Les paliers peuvent être plus petits que dans une configuration avec un palier de stabilisation unique.
Selon encore une autre possibilité de réalisation d'un outil conforme à l'invention, voisine de la précédente, mais dans laquelle les pignons forment des galets de roulement, les pignons satellites peuvent présenter, chacun, un epau!ement cylindrique avec un diamètre sensiblement égal au diamètre primitif du pignon. L'épaulement des pignons satellites forme une bande de roulement en contact roulant avec une couronne de roulement solidaire du carter. Ainsi, les satellites, outre leur fonction de transmission du mouvement dans le réducteur épicycloïdal servent aussi de galets de roulement. Dans ce cas, chaque pignon satellite constitue, avec son axe porte-satellite, un palier de stabilisation. Ce mode de réalisation est particulièrement économique dans la mesure où les pignons satellites constituent directement les paliers avec leurs axes respectifs. Il exige toutefois un dimensionnement précis de l'épaulement des pignons. En effet si l'épaulement présentait un diamètre différent du diamètre primitif des pignons, des frottements parasites par glissement seraient occasionnés entre l'épaulement et la couronne de roulement.
L'arbre d'entraînement du moteur est relié au carter par au moins un palier dit "palier de moteur", distinct du palier de stabilisation. Lorsque l'arbre du moteur est utilisé comme pièce intermédiaire pour recevoir le palier de stabilisation et/ou pour transmettre tout ou partie des contraintes radiales de la vis à billes vers le carter, ces contraintes sont prises en compte pour dimensionner îe ou les paliers de moteur. L'arbre du moteur est de préférence supporté par deux paliers de moteur, par exemple à chaque extrémité du rotor.
Il est également possible d'envisager de ne supporter l'arbre du moteur que par un seul palier, sur son extrémité opposée au réducteur épicycloïdal. Cette option est en particulier envisageable pour le premier mode de mise en œuvre évoqué ci-dessus, dans lequel le palier de stabilisation reçoit l'arbre du moteur dans un alésage axial de l'arbre de sortie. Elle est également envisageable lorsqu'une pluralité de paliers de stabilisation viennent directement en contact roulant avec une couronne de roulement solidaire du carter.
Les différents paliers évoqués, en particulier le palier de support, le ou les paliers de stabilisation et le ou les paliers de moteur peuvent être des paliers à roulement ou non. 11 peut s'agir, en particulier, de paliers avec un roulement à billes, à aiguilles ou à rouleaux, voire une combinaison de ces derniers. Le palier de support de l'arbre de sortie du réducteur comprend de préférence une douille à aiguilles ou à rouleaux. Le fait de supporter l'arbre de sortie du réducteur avec une douille à aiguilles ou à rouleaux permet de supporter une partie des contraintes radiales subies par la vis à billes et l'arbre de sortie du réducteur. Cette construction soulage partiellement le roulement de stabilisation.
L'outil peut aussi comporter une ou plusieurs butées à aiguilles, coopérant avec l'arbre de sortie du réducteur épicycloïdal, pour interdire ou limiter un mouvement axial de l'arbre de sortie et supporter les efforts axiaux de la transmission. La butée à aiguilles peut être configurée, par exemple, pour venir en contact avec un flasque d'appui, un anneau élastique ou encore un épaulement adapté de l'arbre de sortie.
Elle sert à transmettre au carter les contraintes axiales supportées par la vis à billes et l'arbre de sortie du réducteur. Les contraintes axiales sont essentiellement dues aux contraintes d'ouverture et de fermeture de l'organe de coupe dans le cas d'un outil tel qu'un sécateur ou une cisaille.
Le mécanisme de vis-écrou à billes peut comporter un écrou à billes, mobile en translation par rapport à un axe de la vis à billes, et relié à un organe actif tel qu'un organe de coupe. Dans le cas particulier d'un sécateur ou d'une cisaille, l'écrou à billes peut être relié à une lame pivotante, et plus précisément à une came d'actionnement de la lame. La came est prévue pour transformer le mouvement de translation de l'écrou à billes en un mouvement de pivotement de la lame. L'écrou à billes peut être relié à la came par une ou plusieurs biellettes, par exemple. Le déplacement de l'écrou à bille le long de la vis à bille provoque ainsi l'ouverture ou la fermeture de l'organe de coupe.
Dans la mesure où les contraintes radiales supportées par la vis à billes sont reportées sur le palier de stabilisation de la manière décrite ci-dessus il est possible d'omettre un palier de support de la vis à billes à l'extrémité distale de celle-ci, c'est-à-dire l'extrémité opposée au réducteur et tournée vers l'organe actif. Dans ce cas, la vis à billes présente une extrémité distale libre. Cette construction libère l'espace occupé par un éventuel palier d'extrémité et autorise une course avec une plus grande amplitude en translation de l'écrou à billes sur la vis à billes. Il est ainsi possible de concevoir un outil plus compact, ou un outil dont l'organe actif, et en particulier l'organe de coupe, a une plus grande amplitude d'ouverture.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit en référence aux figures des dessins. Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif.
Brève description des figures.
La figure 1 est une coupe d'un sécateur électrique conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe d'une partie d'un moteur et d'un réducteur du sécateur de la figure 1 montrant à plus grande échelle l'agencement des paliers de support et de stabilisation.
La figure 3 est une représentation schématique d'une possibilité d'agencement des paliers de support et de stabilisation conforme à l'invention et correspondant à la figure 1.
La figure 4A est une représentation schématique d'une autre possibilité d'agencement des paliers de support et de stabilisation, conforme à l'invention.
La figure 4B est une coupe selon A-A du dispositif de fa figure 4A.
La figure 5A est une représentation schématique d'une autre possibilité d'agencement des paliers de support et de stabilisation, conforme à l'invention.
La figure 5B est une coupe selon B-B du dispositif de la figure 5A.
La figure 6 est une représentation schématique d'une autre possibilité d'agencement des paliers de support et de stabilisation conforme à l'invention. Description détaillée de modes de mise en œuvre de l'invention
Dans la description qui suit des parties identiques ou similaires des différentes figures sont repérées avec les mêmes signes de référence. Il est ainsi possible de se reporter d'une figure à l'autre. Les figures sont représentées en échelle libre.
La figure 1 représente en coupe un sécateur électrique 1. Le sécateur électrique 1 comprend un carter principal 2 logeant un moteur électrique 10, un réducteur 20, épicycloïdal, monté sur un arbre d'entraînement 12 du moteur, et un mécanisme 30 de vis écrou à billes.
L'arbre 12 du moteur électrique 10 est maintenu dans le carter par deux paliers de moteur PM1 et PM2 situés de part et d'autre du moteur 10. Les paliers P 1 , PM2 sont de préférence constitués de roulements à billes.
Dans l'exemple illustré, le moteur 10 comprend un stator 13 et un rotor
14. On peut également noter la présence d'un carter intermédiaire 4 recevant le moteur 10 et le réducteur épicycloïdal 20. Le carter intermédiaire 4 est reçu dans le carter principal 2 du sécateur électrique.
Le réducteur épicycloïdal 20, mieux visible sur la figure 2, comprend une couronne 22 de sortie rigidement solidaire d'un arbre de sortie 32. La couronne de sortie sert de support des axes 24 porte-satellites qui portent des pignons satellites 25. Il s'agit de pignons en prise sur un pignon central 26 solidaire de l'arbre d'entraînement 12 du moteur 10, et roulant dans une couronne de roulement dentée 27. Les pignons satellites 25 sont simplement désignés par "satellites" dans la suite du texte.
Le réducteur épicycloïdal a pour fonction de conférer à son arbre de sortie 32 une vitesse de rotation réduite par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrainement 12 du moteur. La rotation à vitesse réduite s'accompagne d'une augmentation du couple de rotation. L'arbre de sortie 32 du réducteur fait également partie du mécanisme 30 de vis écrou à billes dans la mesure où une partie de cet arbre, visible à la figure 1, forme la vis à billes 34. En effet, l'extrémité libre de l'arbre de sortie est pourvue d'une gorge hélicoïdale pour la circulation de billes. La vis à billes 34 de l'arbre de sortie coopère avec un écrou 36 par l'intermédiaire de billes non représentées, qui circulent dans un chemin de billes formé par la conjonction de la gorge hélicoïdale de la vis à billes et une gorge hélicoïdale correspondante de l'écrou à billes 36. L'écrou 36 n'est pas représenté en coupe.
La rotation de l'arbre de sortie 32 provoque ainsi un déplacement de l'écrou à billes 36. L'écrou se déplace dans un sens qui le rapproche ou qui l'éloigné du moteur en fonction du sens de rotation de l'arbre de sortie.
L'écrou à billes 36 du mécanisme de vis-écrou à billes 30 est relié à un organe de coupe 40. Il s'agit, dans le cas de la figure 1 , d'une lame mobile 42 du sécateur, pivotant autour d'un pivot de lame 43. Plus précisément, l'écrou 36 est relié à une came 44 de la lame mobile par l'intermédiaire d'un pivot de came 45 et de deux bîelfettes 46 dont une seule est visible. Le déplacement de l'écrou 36 provoque ainsi le pivotement de la lame mobile 42 dans un sens qui la rapproche ou l'éloigné d'une contrelame 48 appelée "crochet". Dans l'exemple de la figure 1 la lame mobile pivote en s'éloignant du crochet lorsque l'écrou à billes 36 se déplace en direction de l'extrémité distale de la vis à billes 34. Ce mouvement correspond à l'ouverture du sécateur. A l'inverse la lame mobile 42 pivote pour se refermer sur le crochet lorsque l'écrou à billes se déplace en direction du moteur 10. Ce mouvement est un mouvement de coupe.
Les mouvements d'ouverture et de coupe de l'organe de coupe génèrent principalement sur la vis à billes 34 et sur l'arbre de sortie 32 du réducteur 30 des efforts axiaux, c'est-à-dire parallèles à l'axe de l'arbre de sortie 32. ils génèrent également des efforts radiaux, c'est-à-dire perpendiculaires à l'axe de l'arbre de sortie 32. Les efforts radiaux sont dus, par exemple, à une inclinaison transitoire des biellettes par rapport à l'axe de l'arbre de sortie 32 ou de la vis à billes 34. Ceci est le cas, notamment, lorsque les biellettes sont reliées à une came pivotante 44 par un pivot de came 45 qui ne peut être maintenu constamment dans l'axe de la vis à bille compte tenu de sa trajectoire circulaire centrée sur le pivot de lame 43.
L'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal 20 est maintenu dans le carter principal 2 par un palier de support PS1.
Le palier de support PS1 visible à plus grande échelle sur la figure 2, a pour fonction de maintenir l'arbre de sortie et de transférer vers le carter des efforts axiaux et radiaux appliqués à l'arbre de sortie 32 par le travail de l'organe de coupe. Les efforts sont transmis au carter principal 2 par l'intermédiaire d'une bague 52 du palier de support PS1.
Dans le mode de réalisation illustré les parties du moteur ou du réducteur maintenus dans le carter principal 2 du sécateur, le sont par l'intermédiaire du carter intermédiaire 4 déjà mentionné. Un maintien directement dans le carter principal est toutefois envisageable.
Le palier de support PS1 comprend une première douille à aiguilles formant un premier roulement à aiguilles 54 roulant à la surface de l'arbre de sortie 32 du réducteurs. Les aiguilles du roulement à aiguilles 54 permettent de transmettre au carter une partie des efforts radiaux subis par l'arbre de sortie 32 par l'intermédiaire de la bague 52. Le palier de support PS1 comprend une deuxième cage à aiguilles qui forme une butée à aiguilles 56. La butée à aiguilles 56 roule contre la couronne de sortie 22 du réducteur, et plus précisément contre un flasque 57 en appui sur la couronne. La butée à aiguilles 56 permet de transférer vers le carter, via la bague 52, les efforts axiaux de l'arbre de sortie 32 du roulement lors du mouvement de coupe.
Enfin, le palier de support PS1 comprend une troisième cage à aiguilles formant une autre butée à aiguilles 58 en appui contre un deuxième flasque 59 maintenu sur l'arbre de sortie 32 par un anneau élastique 60. La butée à aiguilles 58 permet notamment de transférer vers le carter des efforts axiaux subis par l'arbre de sortie 32 du réducteur lors d'un mouvement d'ouverture de l'organe de coupe.
Comme le montrent les figures 1 et 2, l'extrémité de l'arbre d'entraînement 12 du moteur tournée vers le réducteur épicycloïdal est pourvue d'un palier de stabilisation PS2. Le palier de stabilisation est monté dans un alésage axial 33 de l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal. il s'agit, dans l'exemple illustré, d'un roulement à billes. L'arbre d'entrainement 12 du moteur, l'alésage 33, le palier de stabilisation PS2 et l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal sont coaxiaux.
Comme le montre en particulier la figure 2, le palier de stabilisation PS2 est axialement décalé par rapport au palier de support PS1 en direction du moteur. Le décalage confère à ces deux paliers une bonne portée pour supporter les efforts et contraintes radiales que subit la vis à bille 34 et donc l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal. L'utilisation du palier de stabilisation PS2 soulage largement le palier de support PS1 des contraintes radiales et permet par conséquent un meilleur maintien de la vis à billes et un dimensionnement plus modeste du palier de support PS1. Il permet aussi d'éviter que les efforts radiaux soient supportés directement par les satellites du réducteur, évitant une usure prématurée des dentures des différents engrenages du réducteur (satellites, couronne).
Il convient de noter à cet égard, que la vis à billes 34 est dépourvue de palier en son extrémité libre, comme le montre la figure 1. L'absence de palier à l'extrémité de la vis à billes autorise, comme mentionné précédemment un débattement plus important de la course de l'écrou à bille et une construction plus compacte de l'outil.
La figure 3 est une coupe schématique montrant l'agencement des principaux organes intervenant dans la stabilisation de l'arbre de sortie dans une construction comparable aux figures 1 et 2. On y retrouve, centrés sur un même axe 3, le moteur 10, les paliers de moteur PM1 , PM2 supportant l'arbre d'entrainement 12 du moteur, le pignon central d'entrainement 26, monté sur l'arbre d'entrainement 12 du moteur 10, le palier de stabilisation PS2 intégré dans un alésage axial 33 de l'arbre de sortie 32, la couronne 22 de support des axes porte-satellites 24, le palier de support PS1 et l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal 30.
Sur la figure 3, ainsi que sur les figures suivantes, le carter recevant les contraintes et efforts mécaniques du moteur et du réducteur est représenté de manière symbolique. Il peut s'agir, soit du carter principal, 2 soit du carter intermédiaire 4 reçu rigidement dans le carter principal. Une double référence 2, 4 est ainsi mentionnée sur les figures.
Un satellite 25 est monté sur un axe porte-satellite 24 de la couronne 22. H est entraîné en rotation par le pignon central 26 de l'arbre d'entraînement 12 du moteur 10. Le satellite 25 est engrené sur une couronne de roulement dentée 27 périphérique, dans laquelle il peut rouler. La couronne de roulement dentée 27 est maintenue fixe par le carter principal 2 ou par le carter intermédiaire 4. Le roulement du satellite 25 dans la couronne de roulement dentée 27 entraine le satellite dans un mouvement circulaire autour de l'axe 3 de l'arbre d'entraînement. Le mouvement du satellite 25 entraine la couronne de sortie 22 qui sert de support aux axes porte-satellites, et la couronne de sortie 22 entraîne l'arbre de sortie 32 du réducteur dont elle est solidaire.
La figure 3 ne montre qu'un seul satellite 25 situé dans le plan de coupe. Deux autres satellites sont situés en dehors du plan de coupe et ne sont pas représentés.
De manière générale le réducteur 30 comprend de préférence un nombre de satellites égal ou supérieur à trois.
Dans une mise en œuvre simplifiée de l'invention, le deuxième palier de moteur PM2 peut être omis. Dans ce cas, l'arbre du moteur est supporté uniquement par le premier palier moteur PM1 , situé à l'opposé du réducteur épicycloïdal 30, et par le palier de stabilisation PS2. Le palier de stabilisation PS2 est en effet maintenu sur l'axe 3 par la couronne de sortie 22 solidaire de l'arbre de sortie 32, et par le palier de support PS1 relié au carter principal 2, ou au carter intermédiaire 4.
La figure 4A est une coupe schématique correspondant à une autre possibilité de réalisation de l'invention dans laquelle un palier de stabilisation PS2 relie l'arbre de sortie du réducteur au carter par l'intermédiaire des axes porte-satellites 24. Les axes porte-satellites sont solidaires de l'arbre de sortie 32 par l'intermédiaire de la couronne de sortie 22. Or, comme le montre la figure 4A, les axes sont également reçus dans un disque de stabilisation 70 monté sur l'arbre d'entraînement 12 du moteur 10 par l'intermédiaire du paiier de stabilisation PS2. Le disque de stabilisation 70 est rigidement solidaire des axes porte-satellites 24 et forme un logement pour le palier de stabilisation PS2.
L'arbre d'entraînement 12 du moteur est lui-même relié au carter par l'intermédiaire des paliers de moteur PM1 et PM2 déjà évoqués en référence aux figures précédentes.
La figure 4B est une vue selon un plan A-A de la figure 4A. Elle montre en coupe le disque de stabilisation 70 et les axes porte-satellites 24 de trois satellites 25 dont seuls les cercles primitifs sont indiqués en trait discontinu. Les satellites 25 présentent une répartition angulaire régulière à 120° autour de l'axe 3 de l'arbre d'entrainement 12. Le palier de stabilisation PS2 est indiqué schématiquement. Il relie l'arbre d'entrainement 12 au disque de stabilisation 70.
Les figures 5A et 5B montrent une variante de la mise en oeuvre de l'invention, dans laquelle plusieurs paliers de stabilisation sont utilisés. Les paliers de stabilisation PS2a, PS2b, PS2c sont toujours solidaires de l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal 30 par l'intermédiaire de la couronne de sortie 22 et des axes porte-satellites 24 rigidement solidaires de la couronne de sortie 22. Les paliers de stabilisation PS2a, PS2b, PS2c sont montés sur les axes porte satellites, derrière les satellites, et roulent sur une couronne de roulement lisse 29. Le terme "lisse" ne préjuge pas de l'état de surface de la couronne de roulement dite lisse, mais la distingue simplement de la couronne de roulement dentée 27. La couronne de roulement lisse 29 est en effet dépourvue de dents et présente une bande de roulement périphérique et cylindrique pour les paliers. La couronne de roulement lisse 29 peut être formée par un épaulement de la couronne de roulement dentée 27. On rappelle que les satellites 25 sont engrenés sur la couronne de roulement dentée 27.
Les paliers PS2a, PS2b, PS2c sont, par exemple, des roulements à billes ou à aiguilles. Des paliers sans roulement sont également utilisables. La figure 5B montre les paliers PS2a, PS2b, PS2c selon la coupe B-B de la figure 5A. Les cercles primitifs des satellites 25, ainsi que du pignon centrai 26 sont représentés en trait discontinu. La figure 6 montre encore une autre possibilité de mise en œuvre dans laquelle les satellites 25 forment directement les paliers de stabilisation.
Les satellites 25, dont un seul est vu en coupe sur la figure 6, présentent une denture 25a s'étendant sur seulement une partie de leur largeur. La denture du satellite est en prise avec une partie 26a du pignon central 26 également dentée, et avec une couronne de roulement dentée 27. Ce mécanisme est similaire à celui décrit en référence aux figures précédentes. Les satellites forment en outre, sur une partie de leur largeur un galet de roulement avec un épaulement formant une bande de roulement 25b.
La bande de roulement 25b des satellites vient rouler sur une couronne de de roulement lisse 29 et sur une bande de roulement 26b correspondante du pignon central 26. La couronne de roulement lisse 29 est comparable à celle décrite en référence aux figures 5A et 5B. La couronne de roulement lisse 29, la bande de roulement 26b du pignon central 26, tout comme la bande de roulement 25b du satellite sont dépourvues de denture.
Les contraintes radiales subies par l'arbre de sortie 32 du réducteur épicycloïdal sont ainsi transmises au carter 2, 4 par l'intermédiaire de la couronne de sortie 22, des axes porte-satellites 24, des satellites 25 formant des galets de roulements, et de la couronne de roulement lisse 29. Les contraintes sont aussi transmises au carter par l'intermédiaire de la bande de roulement 26b du pignon central 26, de l'arbre d'entraînement 12, et des paliers de moteur PM1, PM2.
Dans ce mode de réalisation, les pignons satellites 25 constituent aussi des paliers de stabilisation. Il convient de préciser que le diamètre de la bande de roulement 25b des satellites et le diamètre de la bande de roulement 26b du pignon central 26 correspondent au diamètre primitif des parties 25a, 26a comportant des dentures de manière à éviter des frottements lors du roulement. Il en va de même pour la couronne de roulement lisse 29 dont le diamètre est ajusté au cercle primitif de roulement de la couronne de roulement dentée 27. Dans une version simplifiée, la bande de roulement 25b des satellites peut être conçue pour rouler seulement sur la couronne de roulement lisse 29 ou seulement sur la bande de roulement 26b du pignon central 26.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Outil électroportatif comprenant, dans un carter (2,4) :
- un moteur électrique (10) avec un arbre d'entraînement ( 2),
- un réducteur épicycloïdal (20) à pignons satellites (25) en prise sur un pignon central (26) de l'arbre d'entraînement (12) du moteur électrique (10), le réducteur étant pourvu d'un arbre de sortie (32) rigidement solidaire d'une vis à billes (34) d'un mécanisme de vis-écrou à billes (30) et coaxial à la vis à billes (34),
- un palier de support (PS1 ) reliant l'arbre de sortie (32) au carter (2,4), caractérisé par :
au moins un palier de stabilisation (PS2, PS2a, PS2b, PS2c), axialement décalé par rapport au palier de support (PS1), le palier de stabilisation (PS2, PS2a, PS2b, PS2c) reliant l'arbre de sortie (32) du réducteur épicycloïdal (20) au carter (2, 4) par au moins une pièce intermédiaire choisie parmi : l'arbre d'entraînement (12) du moteur électrique (10), des axes porte-satellites (24) du réducteur épicycloïdal (20) et des pignons satellites (25) du réducteur épicycloïdal (20) formant des galets de roulement.
2) Outil électroportatif selon la revendication 1 , dans lequel l'arbre de sortte (32) du réducteur épicycloïdal (20) comprend un alésage axial (33) et dans lequel l'arbre d'entraînement (12) du moteur électrique (10) présente une extrémité reçue dans l'alésage axial (33) de l'arbre de sortie (32) par l'intermédiaire du palier de stabilisation (PS2).
3) Outil électroportatif selon la revendication 1 , dans lequel le palier de stabilisation (PS2) est monté sur une portion de l'arbre d'entraînement (12) du moteur électrique (10), située entre le moteur électrique (10) et le pignon central (26), le palier de stabilisation (PS2) étant relié à l'arbre de sortie du réducteur par l'intermédiaire des axes porte-satellites (24). 4) Outil électro portatif selon la revendication 1 , dans lequel les axes porte-satellites (24) sont pourvus chacun respectivement d'un palier de stabilisation (PS2a, PS2b, PS2c) de l'arbre de sortie, les paliers de stabilisation étant en contact roulant avec une couronne de roulement lisse (29) du carter.
5) Outil électroportatif selon la revendication 1 , dans lequel les pignons satellites (25) formant des galets de roulement, présentent chacun un épaulement cylindrique avec un diamètre sensiblement égal au diamètre primitif du pignon, i'épaulement des pignons satellites formant une bande de roulement (25a) et étant respectivement en contact roulant avec une couronne de roulement lisse (29), solidaire du carter (2,4).
6) Outil éîectroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre d'entraînement (12) du moteur (10) est relié au carter par au moins un palier de moteur (PM1, PM2), distinct du palier de stabilisation (PS2).
7) Outil éîectroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réducteur épicycioïdal (20) comprend au moins trois pignons satellites (25).
8) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le palier de support (PS1 ) de l'arbre de sortie (32) du réducteur (20) comprend l'un parmi une douille à aiguilles et une douille à rouleaux.
9) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une butée à aiguilles (56, 58), coopérant avec l'arbre de sortie (32) du réducteur épicycioïdal (20), pour interdire un mouvement axial de l'arbre de sortie (32). 10) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vis à billes (34) est réalisée d'une seule pièce avec l'arbre de sortie (32) du réducteur épicycloïdal. 11 ) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vis à billes (34) présente une extrémité distale libre.
12) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mécanisme de vis-écrou à billes comprend un écrou à billes (36) mobile en translation par rapport à un axe (3) de la vis à billes, l'écrou étant relié à un organe de coupe (42).
13) Outil électroportatif selon la revendication 12, dans lequel l'organe de coupe (42) est une lame de sécateur, l'écrou à billes étant relié à une came d'actionnement (44) de la lame de sécateur.
14) Outil électroportatif selon la revendication 12, dans lequel l'organe de coupe est une lame de cisaille à tôle, l'écrou à billes étant relié à une came d'actionnement de la lame cisaille à tôle.
15) Outil électroportatif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'arbre de sortie (32) du réducteur épicycloïdal (20) constitue la vis à billes.
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