FR2772206A3 - Dispositif d'entrainement a moteur pour machines et/ou outils electriques - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif d'entraînement à moteur comprend au moins deux moteurs électriques à collecteur (12, 13) qui sont reliés cinématiquement à un arbre rotatif (17) qui actionne une partie active (18) d'une machine et/ ou outil électrique (10).
Description
Dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques
La présente invention concerne un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques. D'une manière plus précise, le dispositif d'entraînement à moteur peut être adapté à des outils de jardinage et à tous les outils ou machines, qu'ils soient portables, transportables ou fixes, dans lesquels une partie active est entraînée par moteur électrique (par exemple perceuses, meules, dispositifs de nettoyage à haute pression à moteur, compresseurs
entraînés par moteur et autres appareils électriques).
Des moteurs à combustion interne et des moteurs électriques sont utilisés couramment pour des outils de jardinage tels que tondeuses à gazon, taille-haies, cisailles à bordures et soufflantes-aspirateurs de feuilles. En ce qui concerne son agencement cinématique, la partie active (par exemple la lame rotative d'une tondeuse à gazon) est directement reliée à l'arbre de sortie du moteur ou lui est reliée au moyen d'une
transmission à courroie ou à engrenages.
Le domaine offert commercialement par chaque fabricant pour un même outil se distingue couramment d'une manière notable en matière de puissance nominale différente; cette différence s'obtient en augmentant
ou diminuant la taille du moteur.
Il est clair qu'un changement de taille du moteur signifie un changement de dimensions de la structure de la machine (par exemple de la carrosserie de la tondeuse à gazon), afin de l'adapter au changement d'encombrement, ou une tentative d'adapter les
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différents moteurs à une structure identique (ce qui
est extrêmement difficile dans de nombreux cas).
Il est clair que cela se répercute d'une manière nuisible sur la production, sur les coûits de production et sur la gestion de stock de matières brutes et la
gestion de stock de produits finis.
La présente invention a pour dessein de fournir un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques qui élimine les types
d'inconvénients mentionnés ci-dessus.
Dans le cadre du dessein ci-dessus, un but principal logique de l'invention est de fournir un dispositif d'entraînement à moteur qui, à puissance nominale égale, présente un moindre encombrement que les dispositifs d'entraînement à moteur courants et
soit plus simple en ce qui concerne l'utilisation.
Un autre but important de l'invention est de fournir un dispositif d'entraînement à moteur qui permette une plus grande souplesse dans la fixation des niveaux de puissance installés sur chaque modèle
d'appareil de jardin ou d'outil électrique.
Un autre but important de l'invention est de fournir un dispositif d'entraînement à moteur qui, dans son ensemble, soit moins cher que les dispositifs
classiques.
Ce dessein, ces buts et d'autres qui apparaîtront ci-après sont atteints au moyen d'un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques, conforme à la présente invention, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux moteurs électriques à collecteur qui sont reliés cinématiquement à un arbre rotatif servant à actionner
une partie active d'une machine et/ou outil.
D'une manière avantageuse, la liaison cinématique est réalisée au moyen d'une transmission à engrenages
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ou au moyen d'au moins un élément de transmission flexible. D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description
détaillée suivante de certains modes de mise en oeuvre de celle-ci, représentés à titre d'exemples nom limitatifs aux dessins annexés dont: la figure 1 est une vue en perspective, schématique, d'une tondeuse à gazon qui contient un dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en perspective, schématique, d'un taille-haies dans lequel est monté un dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 3 est une vue de côté, schématique, d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 4 est une vue de dessus, schématique du dispositif de la figure 3, la figure 5 est une vue de côté, schématique, d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 6 est une vue de dessus, schématique, du dispositif de la figure 5, la figure 7 est une vue de dessus, schématique, d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 8 est une vue de côté, schématique, d'un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de d'entraînement à moteur conforme à l'invention, la figure 9 est une vue de dessus, schématique, du dispositif de la figure 8, la figure 10 est une vue en perspective, schématique et en transparence, du boîtier d'une meule
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d'établi équipée du dispositif d'entraînement à moteur conforme à l'invention est, la figure 11 est une vue en perspective, schématique et en transparence, du boîtier d'une perceuse portable équipée du dispositif d'entraînement
à moteur conforme à l'invention.
Si on se reporte à la figure 1 ci-dessus, un dispositif d'entraînement à moteur 11 est monté dans une tondeuse à gazon 10 et est constitué de deux moteurs électriques à collecteur, désignés respectivement par les repères 12 et 13, qui sont du type à courant continu dans le cas présent. Des pignons respectifs 14 et 15 sont clavetés sur les arbres de sortie des moteurs et engrènent, en des positions diamétralement opposées, avec une roue dentée menée 16 qui est clavetée sur un arbre 17 d'une partie active 18 de la tondeuse à gazon. La partie active est constituée d'une lame rotative comportant deux demi-bras opposés
l'un à l'autre.
Le rapport de transmission est une réduction.
Dans le cas considéré d'un dispositif d'entraînement à moteurs à courant continu, une source de courant adaptée, telle qu'un accumulateur de courant électrique du type rechargeable, est embarquée sur la
tondeuse à gazon 10.
La source de courant peut aussi être située à distance, par exemple logée dans un conteneur qui peut être porté sur le dos ou sur un baudrier par l'utilisateur. Dans d'autres cas, il est possible de prévoir des moteurs à collecteur du type à courant alternatif et le
courant peut être prélevé directement sur le réseau.
Des essais pratiques ont prouvé que, contrairement à une opinion technique courante, à savoir qu'il n'est pas concevable d'appliquer deux
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moteurs qui sont rigidement accouplés au même arbre de travail, cet accouplement est au contraire effectivement possible lorsqu'on utilise deux moteurs à collecteur. Aucun freinage, que l'on craignait, d'un moteur par l'autre, comme on le pensait normalement, n'a en fait été observé; on a au contraire observé une simple
adaptation d'un moteur vis-à-vis de l'autre.
En outre, le couple est toujours la somme des couples délivrés par les moteurs, même s'ils sont différents. Par conséquent, sur chaque pignon menant 14 et , le couple est une fraction du couple de sortie et les dents qui peuvent être utilisées sont plus petites et moins chères que les dents nécessaires pour un
moteur unique présentant un couple double.
Deux pignons menants engrenant sur la même roue dentée menée entraînent aussi un plus grand nombre de dents qui engrènent et leur agencement diamétralement opposé élimine des poussées radiales dues à la transmission de mouvement du côté de la transmission principale. Dans le cas de trois moteurs, le montage doit bien entendu être symétrique, en disposant un moteur à
120 par rapport à un autre.
Des pignons plus petits entraînent aussi une réduction du coût de l'ensemble de la transmission, contrairement à une opinion courante selon laquelle les coûts augmentent automatiquement en prévoyant deux
moteurs.
Si on se reporte maintenant à la figure 2 mentionnée ci-dessus, il y est représenté schématiquement un taille-haies, désigné dans son ensemble par le repère 110, dans lequel est monté un dispositif d'entraînement à moteur 111 qui, comme le
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précédent, comprend deux moteurs électriques à collecteur désignés respectivement par les repères 112
et 113.
Dans ce cas aussi, les pignons 114 et 115, clavetés sur les arbres de sortie des moteurs 112 et 113, engrènent en des positions diamétralement opposées
avec une roue dentée menante 116.
La roue dentée menante 116 est reliée au moyen d'un élément excentrique 117 à une partie active du taille-haies 110, laquelle, d'une manière en soi connue, est avantageusement constituée d'une lame 118 à
mouvement dans un sens et dans l'autre.
Les mêmes remarques faites à l'égard de la tondeuse à gazon 10 s'appliquent aussi au dispositif
d'entraînement à moteur 111 du taille-haies 110.
Si on se reporte aux figures 3 et 4 mentionnées ci-dessus, dans un deuxième mode de réalisation, un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques, conforme à la présente invention, est désigné dans son ensemble par le repère 210 et est composé de deux moteurs électriques à collecteur, désignés respectivement par les repères 212 et 213, qui
sont dans ce cas du type à courant continu.
Des poulies crantées 214 et 215 sont reliées aux arbres de sortie des moteurs électriques 212 et 213 et engrènent, en des positions diamétralement opposées, avec une courroie crantée 216 qui est disposée entre elles. Une poulie crantée menée 217 engrène avec la courroie 216 dans une zone qui est située entre les poulies crantées 214 et 215 des moteurs électriques 212
et 213.
La poulie crantée menée 217 est reliée à l'arbre 218 d'une partie active qui n'est pas représentée aux
figures ci-dessus pour des raisons de simplicité.
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Le rapport de transmission est une réduction.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'entraînement à moteur 210 doit être assisté par une source de courant adaptée prévue pour les moteurs électriques 212 et 213, telle que par exemple un accumulateur de courant électrique du type rechargeable. La source de courant peut aussi être située à distance, par exemple logée dans un conteneur qui peut être porté par l'utilisateur sur son dos ou à l'aide
d'un baudrier.
Dans d'autres cas, il est possible de prévoir des moteurs à collecteur du type à courant alternatif et le
courant peut être prélevé directement sur le réseau.
Dans certains cas, il est possible d'utiliser des dispositifs de mise sous tension, du type connu en soi,
pour la courroie de transmission.
Comme dans les cas précédents, des essais pratiques ont prouvé que, contrairement à une opinion technique courante, à savoir qu'il n'est pas concevable d'appliquer deux moteurs qui sont accouplés au même arbre de travail, cet accouplement est au contraire effectivement possible lorsqu'on utilise deux moteurs à collecteur. Aucun freinage, que l'on craignait, d'un moteur par l'autre, comme on pensait normalement, n'a en fait été observé; on a au contraire observé une simple
adaptation d'un moteur à l'autre.
En outre, le couple est toujours la somme des couples délivrés par les moteurs, même si ces moteurs
sont différents.
Par conséquent, sur chaque poulie crantée menante 214 et 215, le couple est une fraction du couple de sortie et la courroie peut avoir une section transversale plus petite (et il peut être prévu
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plusieurs courroies en parallèle) que cela n'est nécessaire pour un moteur unique ayant un couple double. Il est évident aussi que d'autres modes de réalisation équivalent peuvent être prévus en utilisant des dispositifs d'entraînement à moteur dont l'élément de transmission entre les pignons des moteurs et la partie active est une courroie ou un câble qui transmet un mouvement par simple frottement ou, en variante, une
chaîne.
Dans ces cas, le système à poulies utilise des poulies de différents types, parmi lesquels des roues à
chaîne dans le cas de chaînes.
Le dispositif d'entraînement à moteur décrit peut bien entendu être appliqué à tout.type d'outil électrique ou de machine électrique portable ou
transportable.
L'utilisation d'éléments flexibles ayant une section transversale plus faible assure aussi une réduction du coût total de la transmission, contrairement à une opinion courante selon laquelle le fait de prévoir deux moteurs conduit automatiquement à
une augmentation de coût.
Si on se reporte en particulier aux figures 5 et 6, un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques est désigné dans son ensemble par le repère 310 et comprend une première paire et une seconde paire de moteurs électriques à collecteur du type à courant continu qui ne sont pas représentés aux figures pour
des raisons de simplicité.
Des poulies crantées 314 respectives sont reliées aux arbres de sortie 312 de la première paire de moteurs électriques à collecteur et sont accouplés, en
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des positions diamétralement opposées, à une première
courroie crantée 316 qui est disposée entre elles.
D'une manière correspondante, des poulies crantées 315 respectives sont reliées aux arbres de sortie 313 de la seconde paire de moteurs électriques à collecteur et engrènent, en des positions diamétralement opposées, avec une seconde courroie
crantée 317 qui est disposée entre elles.
Dans ce mode de réalisation, les poulies crantées 314 de la première paire sont disposées dans un plan qui est parallèle au plan formé par les poulies 315 de
la seconde paire et est situé au-dessous de celui-ci.
Une poulie crantée menée 318 engrène simultanément avec l'une et l'autre des première et seconde courroies crantées 316 et 317 et est disposée de façon à être interposée entre les deux poulies crantées 314 de la première paire et entre les poulies
315 de la seconde paire.
La poulie crantée menée 318 comporte en fait deux chemins d'engrènement ayant une hauteur qui lui permet d'engrener simultanément à la fois avec la première courroie crantée 316 et avec la seconde courroie
crantée 317.
La poulie crantée menée 318 est reliée à un arbre 319 d'une partie active qui n'est pas représentée aux
figures ci-dessus pour des raisons de simplicité.
Dans cette configuration, en particulier, les moteurs de chaque paire forment, par rapport à l'arbre 319 de la partie active à laquelle la poulie menée 318 est reliée, un agencement qui est désigné respectivement par le repère 311a pour la première
paire et par le repère 311b pour la seconde paire.
En particulier, l'agencement 311a de la première paire est perpendiculaire à l'agencement 311b de la
seconde paire.
o10 2772206 Il est évident que, dans d'autres modes de réalisation, la poulie crantée menée reliée à l'arbre de la partie active peut engrener simultanément avec plusieurs courroies disposées dans des plans parallèles, chaque courroie étant entraînée par deux moteurs. Si on se reporte en particulier à la figure 7, un dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques, dans un quatrième mode de réalisation, est désigné par le repère 410 et est composé de deux moteurs électriques à collecteur du type à courant continu qui ne sont pas représentés aux
figures pour des raisons de simplicité.
Des poulies crantées 414 et 415 respectives sont reliées aux arbres de sortie, désignés par les repères 412 et 413, des moteurs électriques et engrènent avec une courroie crantée 416 qui est disposée entre les
poulies 414 et 415.
Une poulie crantée menée 417 engrène avec la
courroie crantée 416.
En particulier, dans ce cas, les poulies crantées 414 et 415 et la poulie crantée menée 417 sont disposées aux sommets d'un triangle formé par la
courroie crantée 416 qui est fermée en boucle.
La poulie crantée menée 417 est reliée à l'arbre 418 d'une partie active qui n'est pas représentée à la figure ci-dessus pour des raisons de simplicité et à
laquelle elle transmet le couple d'entraînement.
Si on se reporte en particulier aux figures 8 et 9, un dispositif d'entraînement à moteur conforme à la présente invention, dans un cinquième mode de réalisation, est désigné dans son ensemble par le repère 510 et comprend deux moteurs électriques à
collecteur qui ne sont pas représentés aux figures ci-
le 2772206 dessus pour des raisons de simplicité et sont dans ce
cas du type à courant continu.
Des poulies crantées 514 et 515 respectives, représentées schématiquement aux figures 8 et 9, sont reliées aux arbres de sortie des moteurs électriques. D'une manière correspondante, une poulie crantée menée 517 est reliée à un arbre d'une partie active, non représenté aux figures ci-dessus pour des raisons de simplicité, et est avantageusement interposée entre
les deux poulies crantées 514 et 515 des moteurs.
En particulier, dans ce mode de réalisation, les poulies crantées 514 et 515 sont disposées dans des plans parallèles situés l'un au-dessous de l'autre et sont situées à l'opposé l'une de l'autre par rapport à
la position de la poulie crantée menée 517.
Chacune des poulies crantées 514 et 515 engrène avec une courroie crantée 516 correspondante qui est disposée entre la poulie crantée considérée et la
poulie crantée menée 517.
Si on se reporte en particulier à la figure 10 mentionnée ci-dessus, une meule d'établi (outil électrique transportable) est désignée dans son ensemble par le repère 611 et contient un dispositif d'entraînement à moteur qui est composé de deux moteurs électriques à collecteur 613 et 614. Des poulies crantées 615 et 616 respectives sont reliées aux arbres
de sortie des moteurs.
Les poulies 615 et 616 sont disposées en des positions diamétralement opposées par rapport à une poulie crantée menée 617 qui est reliée
fonctionnellement à une partie active 618.
Une courroie crantée 619 relie cinématiquement
les poulies 615, 616 et 617.
Si on se reporte en particulier à la figure 11, une perceuse portable est désignée par le repère 710 et
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contient un dispositif d'entraînement à moteur qui est composé de deux moteurs électriques à collecteur 713 et 714. Des poulies crantées 715 et 716 respectives sont reliées aux arbres de sortie des moteurs et sont disposées en des positions diamétralement opposées par
rapport à une poulie crantée menée 717.
La poulie crantée menée 717 est reliée à un mors
718 de la perceuse.
Une courroie crantée 719 relie cinématiquement
les poulies 715, 716 et 717.
Il a été observé en pratique que le dessein et
les buts de la présente invention ont été atteints.
Le fait de prévoir un dispositif d'entraînement à double moteur, constitué de moteurs dont chacun présente la moitié de la puissance nécessaire, permet en fait d'obtenir un encombrement réduit et donc un
montage plus aisé dans des machines.
Il en est de même pour des dispositifs
d'entraînement à multiples moteurs.
L'agencement des roues menantes (poulies ou pignons) par rapport aux roues menées permet, pour certaines configurations, d'éliminer des défauts d'équilibrage et assure un équilibre des poussées
affectant l'arbre mené.
La présence de plusieurs pignons menants accouplés aux roues dentées menées entraîne un plus grand nombre de dents en engrènement pour un couple de sortie égal et permet d'avoir des dents plus petites avec des dimensions adaptées pour de plus faibles niveaux de puissance, étant donné que la puissance totale de l'ensemble unitaire est la somme des
puissances nominales individuelles de chaque moteur.
Le fait que les poulies et courroies puissent être prévues de façon à résister à une charge plus faible, à couples délivrés égaux, entraîne une
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réduction de coût de celles-ci et donc de l'ensemble du
dispositif d'entraînement à moteur.
On doit enfin remarquer que la fixation du niveau de puissance de chaque machine, par exemple pour le jardinage (tondeuse à gazon, taille- haies, cisaille de bordures à fil, soufflante-aspirateur à rotor à aubes, ayant la double fonction d'aspiration-soufflage et de déchiquetage de la matière aspirée au moyen d'arêtes vives), ou pour des outils électriques, peut être réalisée d'une manière très souple en augmentant ou diminuant le nombre de moteurs, la puissance totale étant la somme des niveaux de puissance de chaque
moteur individuel.
Plusieurs petits moteurs permettent finalement un
montage plus aisé.
Tous les détails peuvent être remplacés par
d'autres éléments techniquement équivalents.
Dans la pratique, les matières utilisées, dans la mesure o elles sont compatibles avec l'utilisation imposée, ainsi que les dimensions peuvent être
quelconques en fonction des exigences.
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Claims (15)
1. Dispositif d'entraînement à moteur pour machines et/ou outils électriques, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux moteurs électriques à collecteur (12, 13; 112, 113; 212, 213; 613, 614; 713, 714) qui sont reliés cinématiquement à un arbre rotatif (17; 218; 319; 418) qui actionne une partie active (18; 118; 618; 718) d'une machine et/ou outil
électrique (10; 110; 310; 410; 510; 610; 710).
O10 2. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une liaison cinématique entre les moteurs (12, 13; 112, 113) est réalisée au moyen d'une transmission par engrenages
(14-15-16; 114-115-116).
3. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un pignon menant (14, 15; 114, 115) est relié à l'arbre de sortie de chaque moteur (12, 13; 112, 113) et engrène avec les dents d'une roue dentée menée (16; 116) qui est reliée à l'arbre l'arbre d'entraînement rotatif (17) de la
partie active (18; 118).
4. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une liaison cinématique entre les moteurs (212, 213; 613, 614; 713, 714) est réalisée au moyen d'au moins un élément de transmission flexible (216; 316, 317; 416; 516
619; 719).
5. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de transmission flexible (216; 316, 317; 416; 516; 619
719) est une courroie.
6. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la courroie (216 316, 317; 416; 516; 619; 719) est pourvue de
dents.
2772206
7. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de
transmission flexible est une chaîne.
8. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'une roue menante
(214, 215; 314, 315; 414, 415; 514, 515; 615, 616;
715, 716) est reliée à l'arbre de sortie de chacun des moteurs électriques (212, 213) et coopère avec au moins un élément flexible (216; 316, 317; 416; 516; 619; ]0 719), une roue menée (217; 318; 417; 517; 617) étant reliée à l'arbre rotatif (218; 319; 418) de la
partie active et coopérant avec l'élément flexible.
9. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la roue menante (314, 315; 514, 515) coopère simultanément avec au moins deux éléments flexibles (316, 317; 516), un pour
chaque moteur.
10. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les roues menantes (414, 415) et la roue menée (417) sont situées au sommet d'un triangle et coopèrent avec l'élément
flexible (416).
11. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des roues menantes (514, 515) coopère avec un élément flexible (516) respectif, chacun des éléments flexibles
(516) coopérant avec la roue menée (517).
12. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs électriques à collecteur sont du type à courant continu et sont reliés à un accumulateur ou une batterie d'alimentation de courant électrique embarqué sur la
machine et/ou outil électrique correspondant.
13. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs
16 2772206
électriques à collecteur sont du type à courant continu et sont reliés à un accumulateur ou une batterie
d'alimentation en courant électrique situé à distance.
14. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie active est constituée par une lame rotative (18) d'une
tondeuse à gazon (10).
16. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie active est constituée par une lame (118) à mouvement dans un sens et dans l'autre d'un taille-haies (110) qui est accouplée à l'arbre mené au moyen d'un dispositif (117) servant à convertir un mouvement de rotation en
mouvement dans un sens et dans l'autre.
17. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie active est constituée par un fil rotatif d'une cisaille de bordures. 18. Dispositif d'entraînement à moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie active est un rotor d'un aspirateur et/ou soufflante de jardin.
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