FR2943935A1

FR2943935A1 - ELECTROPORTATIVE MACHINE WITH "NO BRUSH" MOTORIZATION DEVICE FOR SANDING, SURFACING, GRINDING, DRILLING APPLICATIONS, IN PARTICULAR.

Info

Publication number: FR2943935A1
Application number: FR0952179A
Authority: FR
Inventors: Marc Bottazzi
Original assignee: MBH Developpement SARL
Current assignee: MBH Developpement SARL
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-08
Anticipated expiration: 2029-04-03
Also published as: FR2943935B1; EP2239091A1

Abstract

Cette machine destinée à des applications de ponçage, surfaçage, meulage, forage est remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif de motorisation sans balais, et en ce que le dispositif comprend un bloc moteur (1) dont l'extrémité (2) de l'arbre moteur est agencé avec une pièce de fixation (3) solidaire du châssis du moteur et agencée pour constituer l'appui d'une bague (4) formant cage autorisant le montage sur ladite extrémité de l'arbre moteur d'un roulement conique (5) et d'un joint à lèvres (6), l'extrémité de l'arbre étant épaulé pour la réception de l'outil de travail (7).This machine intended for sanding, grinding, grinding and drilling applications is remarkable in that it comprises a brushless motorization device, and in that the device comprises an engine block (1) whose end (2) of the motor shaft is arranged with a fastener (3) integral with the motor frame and arranged to form the support of a ring (4) forming a cage allowing mounting on said end of the drive shaft of a bearing conical (5) and a lip seal (6), the end of the shaft being supported for receiving the working tool (7).

Description

MACHINE ELECTROPORTATIVE AVEC DISPOSITIF DE MOTORISATION SANS BALAIS DESTINEE A DES APPLICATIONS DE PONCAGE, SURFACAGE, MEULAGE, FORAGE NOTAMMENT L'invention se rattache au secteur technique des machines et appareils électroportatifs qui sont destinés à l'exécution de travaux de ponçage, nettoyage, surfaçage, meulage, forage sur des parois de murs ou sols ou plafonds à traiter dans des constructions ou bâtiments ou surfaces à rénover. The invention relates to the technical sector of electrical machines and apparatus that are intended for the execution of sanding, cleaning, surfacing, and so on. grinding, drilling on walls or floors or ceilings to be treated in buildings or buildings or areas to be renovated.

Les machines et appareils électroportatifs sont très divers et sont agencés avec une motorisation classique du type moteur universel avec ou 15 sans motoréducteurs selon les applications. The machines and electrical appliances are very diverse and are arranged with a conventional motor of the universal motor type with or without geared motors according to the applications.

Les motorisations à courant continu ou alternatif restent néanmoins volumineuses et encombrantes, lourdes à manipuler selon les besoins et applications. Par exemple, dans le cas de ponceuse à bras qui sont 20 manipulées par l'utilisateur à longueur de journée, le poids de l'ensemble de motorisation devient un paramètre délicat à gérer par l'opérateur. The DC or AC motors remain nevertheless bulky and bulky, heavy to handle according to the needs and applications. For example, in the case of arm sanding machines that are manipulated by the user all day long, the weight of the motor assembly becomes a delicate parameter to be managed by the operator.

Le demandeur s'est du reste penché sur cette question et de très nombreux brevets ont été déposés pour aider à la manipulation de ce type 25 particulier de machines électroportatives. Dans tous les cas, concernant le demandeur, les travaux d'études ou de recherches n'ont pas concerné la partie motorisation en tant que telle. The applicant has in fact addressed this issue and a very large number of patents have been filed to assist in the handling of this particular type of portable electric machine. In all cases, concerning the applicant, the studies or research did not concern the motorization part as such.

Un autre inconvénient réside dans le bruit résultant du fonctionnement de cette motorisation qui peut être adouci mais non supprimé. Another disadvantage lies in the noise resulting from the operation of this engine which can be softened but not removed.

Le demandeur s'est donc intéressé de manière nouvelle à cette question. C'est ainsi que le demandeur s'est intéressé aux ensembles de motorisation BRUSHLESS , c'est-à-dire sans balais qui offrent de nombreux avantages, de légèreté, d'économie, dans le sens de supprimer le nettoyage et/ou remplacement des balais. Le problème réside cependant dans l'inadaptation de ce type de moteur sans balai dans l'outillage et les machines électroportatives. L'utilisation de moteurs sans balais dits brushless reste réservée à des domaines techniques à certains domaines de l'industrie en particulier les servo-mécanismes des machines, ou en robotique, aussi en aéromodélisme, type avions, hélicoptères, et aussi modèles réduits de voitures. La technologie de ce type de moteurs sans balai (brushless) est fragile, délicate, requiert une électronique de pilotage, des capteurs d'effet HALL permettant d'identifier la position des aimants associés au rotor. The applicant has therefore taken a new interest in this issue. This is why the applicant is interested in BRUSHLESS motorisation sets, that is to say without brushes that offer many advantages, lightness and economy, in the sense of eliminating cleaning and / or replacement. brooms. The problem lies, however, in the unsuitability of this type of brushless motor in tools and power tools. The use of so-called brushless brushless motors remains reserved for technical fields in certain fields of the industry, in particular servo-mechanisms of machines, or in robotics, also in model aircraft, like planes, helicopters, and also model cars. . The technology of this type of brushless motor is fragile, delicate, requires a control electronics, HALL effect sensors to identify the position of the magnets associated with the rotor.

Cette technologie des moteurs sans balai brushless n'est pas, à la connaissance du demandeur, appliqué dans les machines et appareils électroportatifs. Cela peut peut-être s'expliquer par les conditions d'utilisation de certaines machines électroportatives du type ponceuses, et leurs conditions d'utilisation qui seraient incompatibles avec les précautions nécessaires quant à l'usage de ce type de motorisation avec toute la partie électronique qui lui est associée. This technology brushless brushless motors is not, to the knowledge of the applicant, applied in machinery and electrical appliances. This can perhaps be explained by the conditions of use of certain electric machines of the type sander, and their conditions of use which would be incompatible with the necessary precautions as for the use of this type of motorization with all the electronic part associated with it.

Cela s'explique aussi par le fait aussi que les moteurs sans balai (brushless) ne sont pas tels conçus et applicables tels quels sur des machines et appareils électroportatifs pour effectuer, par exemple, des travaux de ponçage, de meulage, de surfaçage. This is also explained by the fact that the brushless motors are not such designed and applicable as such on machines and electrical devices to perform, for example, sanding, grinding, surfacing.

La démarche du demandeur s'est cependant orientée en égard de l'intérêt pratique de ce type de motorisation particulièrement silencieuse à leur intégration dans des machines et appareils électroportatifs. The applicant's approach has, however, been oriented towards the practical interest of this type of motorization, which is particularly silent for their integration into electrical machines and appliances.

On a représenté, figure 1, un exemple de tentative, par le demandeur, de montage d'un moteur sans balai (A) (brushless) standard sur une ponceuse à bras qui requiert deux câbles extérieurs (C1-C2), un pour la puissance et un autre pour la mesure de puissance, ces deux câbles étant largement apparents et gênants en manipulation. La transmission des efforts sur l'outil reste très aléatoire sans adéquation de ce type de moteur sans balai. FIG. 1 shows an example of an attempt by the applicant to mount a standard brushless motor (A) (brushless) on a sander with arms that requires two external cables (C1-C2), one for the power and another for the power measurement, these two cables being widely apparent and troublesome in handling. The transmission of efforts on the tool remains very random without matching this type of brushless motor.

La solution apportée pour résoudre ce problème a été d'apporter des réponses aussi bien sur la partie mécanique que sur la partie électronique des moteurs connus actuels sans balai dits brushless . The solution provided to solve this problem was to provide answers on both the mechanical part and the electronic part of current known brushless brushless motors.

Selon une première caractéristique, la machine électroportative destinée à des applications de ponçage, surfaçage, meulage, forage est remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif de motorisation sans balai, et en ce que le dispositif comprend un bloc moteur dont l'extrémité de l'arbre moteur est agencé avec une pièce de fixation solidaire du châssis du moteur et agencée pour constituer l'appui d'une bague formant cage autorisant le montage sur ladite extrémité de l'arbre moteur d'un roulement conique et d'un joint à lèvres, l'extrémité de l'arbre étant épaulé pour la réception de l'outil de travail. According to a first characteristic, the portable machine for sanding, surfacing, grinding and drilling applications is remarkable in that it comprises a brushless motorisation device, and in that the device comprises a motor unit whose end of the motor shaft is arranged with a fastener integral with the motor frame and arranged to constitute the support of a cage ring allowing mounting on said end of the drive shaft of a conical bearing and a seal with the end of the shaft being supported for the reception of the working tool.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. These and other characteristics will be apparent from the rest of the description.

L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 illustre, à titre d'exemple, un essai de montage d'un moteur sans balai (brushless) standard sur une ponceuse à bras. - La figure 2 illustre le dispositif de motorisation sans balai selon l'invention équipant une ponceuse à bras. - La figure 3 montre, avant montage, le dispositif de motorisation sans balai. - La figure 4 est une vue en coupe transversale du dispositif monté selon l'invention. The invention is described below in more detail with reference to the figures of the accompanying drawings, in which: FIG. 1 illustrates, by way of example, a test of mounting a standard brushless motor on a sander with arms. - Figure 2 illustrates the brushless motorization device according to the invention fitted to a sander arm. - Figure 3 shows, before assembly, the drive device brushless. - Figure 4 is a cross sectional view of the device mounted according to the invention.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a nonlimiting manner illustrated in the figures of the drawings.

Le dispositif de motorisation sans balai est référencé dans son ensemble par (D) et comprend un bloc moteur (1) sans balai, de construction standard. L'application de ce type de moteur à des machines et appareils électroportatifs requiert, selon l'invention, un aménagement de la partie mécanique pour permettre un travail en bout d'arbre moteur. Cet aménagement consiste, en se référant aux figures 3 et 4, à disposer, à une extrémité (2) de l'arbre moteur, une pièce de fixation (3) solidaire du châssis du moteur sans balai et agencée pour constituer l'appui d'une bague (4) formant cage autorisant le montage sur l'extrémité de l'arbre moteur d'un roulement conique (5) et d'un joint à lèvres (6), l'extrémité de l'arbre étant épaulée pour la réception de l'outil de travail (7). D'autres roulements à billes (8 û 9) sont disposés sur l'arbre respectivement derrière la pièce de fixation et sur l'autre extrémité de l'arbre à l'opposé de la partie réceptrice de l'outil. Ce montage particulier permet d'absorber des efforts axiaux qu'un moteur sans balai standard ne supporte pas étant limité à une certaine puissance. L'outil (7) étant en contact avec la zone à travailler, les efforts sont absorbés par la mise en oeuvre spécifique de l'invention. The brushless motor drive is referenced as a whole by (D) and includes a brushless motor unit (1) of standard construction. The application of this type of motor to machines and electrical devices requires, according to the invention, an arrangement of the mechanical part to allow work at the end of the motor shaft. This arrangement consists, with reference to FIGS. 3 and 4, in arranging, at one end (2) of the motor shaft, a fixing piece (3) integral with the chassis of the brushless motor and arranged to constitute the support of a ring (4) forming a cage allowing the mounting on the end of the drive shaft of a tapered bearing (5) and a lip seal (6), the end of the shaft being supported for the receiving the work tool (7). Other ball bearings (8 to 9) are disposed on the shaft respectively behind the fastener and on the other end of the shaft opposite the receiving portion of the tool. This particular arrangement makes it possible to absorb axial forces that a standard brushless motor can not withstand being limited to a certain power. Since the tool (7) is in contact with the zone to be worked, efforts are absorbed by the specific implementation of the invention.

Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif de motorisation fonctionne sans codeur, sans résolveur et sans sonde à effet Hall, le dispositif travaillant en boucle ouverte avec une précision sur la vitesse de l'ordre de 2 %. En outre, l'électronique (E) est transférée du groupe moteur en bout de bras de la machine telle que une ponceuse à bras (P) ce qui permet la suppression d'un des câbles illustré figure 1. Le câble (Cl) restant avec le dispositif de l'invention se trouve en prise dans la partie supérieure du carter du moteur en étant raccordé à la ponceuse à bras, ce qui rend l'ensemble moins encombrant. According to another embodiment of the invention, the motorization device operates without encoder, without resolver and without Hall effect probe, the device working in open loop with a precision on the speed of the order of 2%. In addition, the electronics (E) is transferred from the motor unit at the end of the arm of the machine such as a sander arm (P) which allows the removal of one of the cables shown in Figure 1. The cable (Cl) remaining With the device of the invention is engaged in the upper part of the motor housing by being connected to the sander arm, which makes the whole less cumbersome.

Selon l'invention, l'outil (7), qui peut être un disque diamant ou autre en fonction de l'application concernée, est monté directement sur l'arbre moteur, ce qui a pour avantage une réduction des pièces susceptible de s'user, une limitation des pertes de rendement dues à l'utilisation de réducteur de vitesse utilisé dans les équipements antérieurs. According to the invention, the tool (7), which may be a diamond disk or the like depending on the application concerned, is mounted directly on the motor shaft, which has the advantage of reducing the parts likely to user, a limitation of yield losses due to the use of speed reducer used in the previous equipment.

La solution apportée offre en plus une réduction considérable du bruit de par l'effort généré par le moteur sans balai. The solution provided also offers a considerable reduction of noise due to the force generated by the brushless motor.

Les avantages ressortent bien de l'invention. On souligne, en particulier, les applications nouvelles des moteurs sans balai impossibles à envisager pour les machines électroportatives. The advantages are apparent from the invention. In particular, new applications of brushless motors that can not be considered for power-operated machines are emphasized.

Claims

CLAIMS 1- A portable machine intended for sanding, surfacing, grinding and drilling applications, characterized in that it comprises a brushless motorization device, and in that the device comprises an engine block (1) whose end ( 2) of the motor shaft is arranged with a fastener (3) integral with the motor frame and arranged to constitute the support of a ring (4) forming a cage allowing mounting on said end of the motor shaft of a conical bearing (5) and a lip seal (6), the end of the shaft being supported for receiving the working tool (7). -

2- power tool according to claim 1, characterized in that ball bearings (8-9) are arranged on the shaft behind the fastener on the one hand, and on the other end of the shaft to the opposite of the receiving part of the tool on the other hand. -

3- power tool according to claim 1, characterized in that the motorization device operates without encoder, without resolver and without Hall effect probe, said device working in open loop with a speed accuracy of the order of 2%. -

4- power tool according to claim 3, characterized in that the operating electronics of the power unit is disposed outside the engine block at the end of the arm of the machine.