FR2999464A1 - Machine-outil portative equipee d'une unite de transport pour le refroidissement - Google Patents

Abstract

Machine-outil portative notamment meuleuse d'angle comportant une unité d'entraînement 10, une unité électronique 12 et une unité de boîtier 14 entourant au moins partiellement l'unité d'entraînement (10) et/ou l'unité électronique (12). La machine comporte au moins une unité de transport (16) logée au moins en partie dans l'unité de boîtier (14) et transportant l'énergie thermique dans l'unité de boîtier (14).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une machine-outil portative notamment une meuleuse d'angle comportant une unité d'entraînement, une unité électronique et une unité de boîtier entourant au moins partiellement l'unité d'entraînement et/ou l'unité électro- nique. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une machine-outil portative du type défini ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une unité de transport logée au moins en partie dans l'unité de boîtier et transportant l'énergie thermique dans l'unité de boîtier. L'expression « unité d'entraînement » désigne dans le pré- sent contexte une unité qui, en fonctionnement, entraîne au moins en partie l'outil de la machine-outil portative.

L'expression « prévu pour » signifie qu'un moyen est spé- cialement équipé, conçu et/ou destiné à une certaine fonction. L'unité d'entraînement comporte de préférence un moteur électrique mais elle peut également comporter en partie ou en totalité un moteur pneumatique ou tout autre moyen d'entraînement techni- quement intéressant. L'expression « unité électrique » désigne dans le présent contexte notamment une unité qui, lorsque la machine-outil portative fonctionne, permet au moins en partie de commander et/ou de réguler l'unité d'entraînement de la machine-outil portative. De façon préféren- tielle, l'unité électronique comporte une commande de moteur pour l'unité d'entraînement. L'unité électronique comporte des composants électronique tels que notamment un transistor, un condensateur, un processeur et d'une manière particulièrement préférentielle au moins un transistor à effet de champ (MOSFET) et/ou un transistor bipolaire notamment un transistor bipolaire à électrode de grille isolée (transistor IGBT). L'expression « entourant au moins en partie » signifie dans le présent contexte que l'unité de boîtier entoure l'unité d'entraînement et/ou l'unité électronique au moins dans un plan sui- vant une plage angulaire de plus de 180° et de préférence sur plus de 270° et d'une manière particulièrement préférentielle sur 360°. Dans un exemple particulièrement préférentiel, l'unité de boîtier entoure l'unité d'entraînement et/ou l'unité électrique suivant au moins deux plans inclinés l'un par rapport à l'autre sur une plage angulaire de plus de 180°, de préférence de plus de 270° et d'une manière particulièrement préférentielle sur plus de 360°. L'expression « transport pour l'essentiel » signifie dans le présent contexte notamment qu'au moins une partie de l'énergie, en particulier de l'énergie thermique et/ou d'une forme d'énergie qui en dérive, est transportée au moins pour l'essentiel sans perte le long d'un chemin notamment d'au moins 101 cm et de préférence d'au moins 2 cm et d'une manière particulièrement préférentielle d'au moins 5 cm notamment par conductivité de structure. L'expression « au moins pour l'essentiel sans perte » si- gnifie dans le présent contexte qu'il s'agit d'un transport de l'énergie qui à la fin du transport représente au moins 60%, de préférence au moins 70%, de préférence au moins 80 `)/0 et d'une manière particulièrement préférentielle, au moins de 90 % de l'énergie initiale. De façon particulièrement préférentielle, l'unité de trans- port est prévue pour transporter au moins partiellement l'énergie ther- mique sur un chemin qui représente au moins 50 %, de préférence au moins 60 % et d'une manière préférentielle au moins 70 % et d'une manière particulièrement préférentielle au moins 80 `)/0 de l'extension principale de l'unité de boîtier de la machine-outil portative.

La réalisation selon l'invention permet d'une manière par- ticulièrement simple de répartir avantageusement l'énergie thermique en assurant un excellent refroidissement et permettant ainsi de façon avantageuse de réaliser une machine-outil portative avec une densité de puissance élevée.

Suivant une autre caractéristique, la machine-outil por- tative comporte au moins une unité de refroidissement qui sert au moins en partie à refroidir l'unité d'entraînement et/ou l'unité électronique dans au moins un état de fonctionnement. L'expression « refroidissement » signifie dans le présent contexte qu'il s'agit d'une évacuation au moins partielle de l'énergie thermique dégagée et/ou fournie pendant le fonctionnement de la machine-outil notamment par un composant critique du point de vue thermique de la machine-outil portative. L'expression « composant critique du point de vue ther- mique » désigne dans le présent contexte un élément, une unité et/ou une région de la machine-outil portative dont le fonctionnement et/ou la fonction peuvent être influencés de manière négative et/ou être au moins partiellement détruits par l'énergie thermique dégagée par le fonctionnement de la machine-outil portative.

Un exemple de réalisation particulièrement préférentiel correspond à l'unité d'entraînement et/ou l'unité électronique qui sont des composants critiques du point de vue thermique de la machine-outil portative. L'unité de refroidissement peut, en variante ou en plus, assurer au moins en partie également le refroidissement d'une autre unité et/ou d'un autre élément et/ou d'une autre région de la machine- outil portative qui pourrait être techniquement intéressante, comme par exemple la région de la poignée. Cela permet d'avoir un refroidissement particulièrement bon et une densité de puissance particulièrement élevée pour la machine-outil portative.

Suivant une autre caractéristique, l'unité de transport comporte au moins un élément thermo-conducteur qui est au moins en partie prévu pour coupler au moins en partie thermiquement l'unité d'entraînement et/ou l'unité électronique à l'unité de refroidissement. L'expression « élément thermo-conducteur » désigne dans le présent contexte un élément qui est prévu essentiellement pour le transport, notamment celui d'énergie thermique et/ou pour compenser une différence de température entre au moins deux composants et/ou au moins en partie pour la conduction thermique par structure. L'élément thermo-conducteur a de préférence au moins en partie une conductivité thermique qui représente au moins 0,3 w/m*K, au moins 30 w/m*K, d'une manière préférentielle 50 w/m*K et d'une manière très préférentielle au moins 80 w/m*K et d'une manière particulièrement préférentielle au moins 100 w/m*K. L'expression « essentiellement le transport » désigne dans le présent contexte qu'il s'agit d'au moins une partie de l'énergie no- tamment sous forme d'énergie thermique et/ou d'une forte d'énergie qui en diffère, qui est transportée au moins pour l'essentiel sans perte, le long d'un chemin notamment d'au moins 1 cm de préférence d'au moins 2 cm et d'une manière particulièrement préférentielle d'au moins 5 cm. L'expression « au moins pour l'essentiel sans perte » signifie dans le présent contexte notamment qu'il s'agit d'un transport d'énergie vers l'unité fonctionnelle et/ou l'unité électronique et/ou l'unité d'entraînement qui représente au moins 60 `)/0 de préférence au moins 70 % d'une manière très préférentielle au moins 80 `)/0 et d'une manière particulièrement préférentielle au moins 90 % de l'énergie transportée. Cela permet d'arriver à une disposition particulièrement souple et avantageusement ergonomique et compacte de l'unité fonctionnelle et/ou unité électronique et/ou unité d'entraînement.

Suivant une autre caractéristique, au moins un élément thermo-conducteur est constitué au moins en partie par un caloduc. L'expression « caloduc » signifie dans le présente contexte qu'il s'agit d'un élément qui comprend au moins pour l'essentiel, un circuit fermé d'agent de refroidissement et cet agent de refroidissement est prévu au moins en partie pour transporter notamment par conversion de phase et/ou par variation d'état d'agrégation, de l'énergie thermique de préférence l'énergie, notamment de façon automatique et d'une manière particulièrement préférentielle par effet capillaire pour transporter de l'énergie dans la direction principale d'extension du caloduc. Cela per- met avantageusement d'arriver à une densité de flux thermique élevée et ainsi à une réalisation particulièrement compacte de l'unité de couplage. Suivant une autre caractéristique, l'unité de refroidisse- ment est prévue au moins en partie pour un refroidissement passif.

L'expression « refroidissement passif » signifie dans le présent contexte qu'il s'agit notamment d'un refroidissement au moins partiel de préférence au moins pratiquement total, non forcé en particulier de refroidissement par convection de préférence non forcée et/ou par convection libre. Cela permet une réalisation particulièrement simple de l'unité de refroidissement.

Selon une autre caractéristique, l'unité de refroidissement comporte au moins un élément de refroidissement qui a au moins en partie une conductivité thermique élevée. L'élément thermoconducteur a de préférence au moins en partie une conductivité ther- mique qui représente au moins 0,3 w/m*K, au moins 30 w/m*K, d'une manière préférentielle 50 w/m*K et d'une manière très préférentielle au moins 80 w/m*K et d'une manière particulièrement préférentielle au moins 100 w/m*K. Selon un développement particulièrement préférentiel, la conductivité thermique est au moins en partie supérieure à 150 w/m*K de préférence au moins en partie supérieure à 200 w/m*K. Cela permet un refroidissement particulièrement bon. Suivant une autre caractéristique, l'élément de refroidis- sement forme au moins une surface d'appui. L'expression « surface d'appui » signifie dans le présent contexte qu'il s'agit d'une région plate qui est au moins en partie prévue pour déposer la machine-outil portative avec son dessus, lorsqu'elle n'est pas en fonctionnement et/ou en travail et/ou au moins à l'état déposé et/ou d'une position de rangement de la machine-outil portative lorsque la machine-outil portative n'est pas tenue et conduite par l'utilisateur. Dans cette situation, la surface d'appui est prévue au moins partiellement notamment pour une conduction thermique de structure et ainsi pour évacuer l'énergie thermique de l'unité d'entraînement et/ou de l'unité électronique de la machine-outil portative au niveau de la surface supérieure sur laquelle est posée la machine-outil. Cela permet avantageusement d'assurer un bon refroidissement notamment après une phase de fonctionnement et/ou de travail de la machine-outil portative. Suivant une autre caractéristique, l'unité d'entraînement 10 comporte au moins un moteur à courant continu. L'expression « mo- teur à courant continu » signifie dans ce présent contexte un moteur sans balai, à commutation électrique. Cela permet une réalisation de préférence de forte puissance, avantageusement compacte et économique de l'unité d'entraînement de la machine-outil portative.35 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de machine-outil portative telle qu'une meuleuse d'angle selon l'invention, représentée dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de la machine-outil portative, - la figure 2 est une vue en perspective de la machine-outil portative avec son unité de transport. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre une machine-outil portative constituée ici par une meuleuse d'angle. Mais on peut également envisager d'autres formes de réalisation de la machine-outil portative ou machine-outil à main telles que par exemple une perceuse, un perforateur, une machine-outil oscillante ou une ponceuse vibrante. La machine-outil portative comporte une unité de boîtier 14. L'unité de boîtier 14 se compose d'un boîtier de machine-outil 26 et d'un boîtier de transmission 48. L'unité de boîtier 14 entoure une unité d'entraînement 10 et une unité électronique 12. Le boîtier de machine 26 est en une matière plastique. Le boîtier de machine 26 constitue la poignée principale 28 que l'utilisateur prend par la main. Dans la direction d'extension prin- cipale 30 de la machine-outil, une extrémité du boîtier de machine 26 comporte un câble électrique 32. Le câble électrique 32 alimente l'unité d'entraînement 10 de la machine-outil en énergie électrique. Le câble électrique 32 se branche sur le réseau électrique par une fiche non re- présentée. Toutefois, la machine-outil portative peut également être une machine alimentée par un accumulateur. La machine-outil portative comporte en outre un interrupteur 34 actionné par l'utilisateur. L'interrupteur 34 permet de commander l'alimentation de l'unité d'entraînement 10. L'interrupteur 34 est constitué par un interrupteur coulissant. La machine-outil portative comporte en outre un boîtier de transmission 48. Le boîtier de transmission 48 se trouve à l'extrémité du boîtier de machine 26 à l'opposé de celle d'où sort le câble électrique 32 du boîtier de machine 26. Le boîtier de transmission 48 est en métal notamment en aluminium. La machine-outil portative est équipée d'un porte-outil 36 non détaillé sur lequel se monte un outil amovible 38 pour y être tenu de manière imperdable. L'outil amovible 38 est constitué ici par un disque de ponceuse ou de meuleuse. L'outil 38 est relié de manière amovible au porte-outil 36. Le porte-outil 36 se trouve à l'extrémité ouverte du boîtier de transmission 48 dans la direction per- pendiculaire à la direction principale d'extension 30 de la machine-outil. Le porte-outil 36 dépasse du boîtier de transmission 48. Un capot de protection 40 est couplé au porte-outil 36. Le capot de protection 40 est relié de manière amovible à la machine-outil portative.

La machine-outil portative est munie d'une poignée auxi- liaire 42 que l'utilisateur prend avec son autre main. La poignée auxiliaire 42 est couplée de manière amovible à la machine-outil portative. La direction d'extension principale 44 de la poignée auxiliaire 42 à l'état installé est perpendiculaire à la direction principale d'extension 30 de la machine-outil portative, parallèlement au plan d'extension principale de l'outil 38. La machine-outil portative comporte l'unité d'entraînement 10, l'unité électrique 12 et une unité de refroidissement 18 (figure 2). Le boîtier de machine 26 entoure l'unité d'entraînement 10, l'unité électronique 12 et l'unité de refroidissement 18 de la ma- chine-outil portative. L'unité d'entraînement 10 comporte un moteur électrique à courant continu. L'unité d'entraînement 10 a un arbre de sortie non représenté relié par une unité de transmission non détaillée à l'arbre de sortie 46. L'unité de transmission comporte une transmission avec renvoi d'angle. L'arbre d'entraînement 46 entraîne l'outil 38 couplé au porte-outil 36 auquel l'arbre d'entraînement 46 est relié. L'arbre d'entraînement 46 est couplé au porte-outil 36 par une liaison par la forme et/ou par la force. L'arbre d'entraînement 46 est perpendiculaire à l'arbre de sortie de l'unité d'entraînement 10. L'arbre d'entraînement 46 est perpendiculaire à la direction principale d'extension 30 de la ma- chine-outil portative. L'unité d'entraînement 10 coopère avec l'unité électro- nique 12 à laquelle l'unité d'entraînement 10 est reliée électronique-ment. L'unité électronique 12 commande ou régule le fonctionnement de l'unité d'entraînement 10. L'unité électronique 12 peut également servir à commander et ou réguler d'autres fonctions techniquement intéressantes. L'unité électronique 12 comporte des transistors à effet de champ MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxy-semiconducteur. En variante ou en plus, l'unité électronique 12 peut com- porter d'autres composants électroniques techniquement intéressants tels que par exemple un transistor bipolaire à électrode de grille isolée (transistor IGBT). L'unité de refroidissement 18 est destinée à refroidir l'unité électronique 12. En variante ou en plus, l'unité de refroidisse- ment 18 peut également refroidir l'unité d'entraînement 10 ainsi que d'autres unités fonctionnelles de la machine-outil portative. L'unité de refroidissement 18 assure le refroidissement passif de l'unité électronique 12. L'unité de refroidissement 18 comprend un élément de refroidissement 22 ayant une conductivité thermique élevée. L'élément de refroidissement 22 assure le refroidissement passif de l'unité électro- nique 12. L'élément de refroidissement 22 est en métal ; il est prévu pour refroidissement par convection. L'élément de refroidissement 22 entoure le boîtier de transmission 48 de l'unité de boîtier 14. Le boîtier de transmission 48 constitue l'unité de refroidissement 22. L'unité de boîtier 14 et l'unité de refroidissement 18 sont partiellement réalisées en une seule pièce. La machine outil portative a une unité de transport 16 dans l'unité de boîtier 14 pour transporter principalement de l'énergie thermique dans l'unité de boîtier 14. L'unité de transport 16 assure es- sentiellement le transport de l'énergie thermique dégagée par l'unité électronique 12 lorsque la machine-outil à main fonctionne. L'unité de transport 16 est couplée techniquement à l'unité électronique 12 par l'élément de refroidissement 22 de l'unité de refroidissement 18. En variante ou en plus, on peut envisager l'unité de transport 16 pour le couplage thermique de l'unité d'entraînement 10 avec l'élément de re- froidissement 22 de l'unité de refroidissement 18. L'unité de transport 16 comporte un élément thermo-conducteur 20 couplant l'unité d'entraînement 10 et/ou l'unité électronique 12 thermiquement à l'unité de refroidissement 18. L'élément thermo-conducteur 20 assure princi- palement le transport de l'énergie thermique dégagée par l'unité électro- nique 12. L'élément thermo-conducteur 20 est prévu pour transporter l'énergie thermique entre l'unité électronique 12 et l'élément de refroidissement 22 de l'unité de refroidissement 18. En variante ou en plus, on peut également envisager que l'élément thermo-conducteur 20 de l'unité de transport 16 assure le transport de l'énergie thermique entre l'unité d'entraînement 10 et l'élément de refroidissement 22 de l'unité de refroidissement 18. L'élément thermo-conducteur 20 de l'unité de transport 16 est constitué par un caloduc. L'unité de transport 16 comporte deux éléments thermo-conducteurs 20.

Pendant le fonctionnement de la machine-outil portative, l'unité électronique 12 chauffe et échange l'énergie thermique avec son environnement. Les éléments thermo-conducteurs 20 de l'unité de transport 12 sont en contact direct avec l'unité électronique 12 et dans la zone de contact ils prennent l'énergie thermique de l'unité électro- nique 12. Les éléments thermo-conducteurs 20 transportent l'énergie thermique dans leur direction principale d'extension pour l'évacuer de l'unité électronique 12. La direction principale d'extension des éléments thermo-conducteurs 20 correspond à la direction principale d'extension 30 de la machine-outil portative. A l'extrémité des éléments thermo- conducteurs 20 qui, selon la direction principale d'extension, est à l'opposé de celle en contact avec l'unité électronique 12, les éléments thermo-conducteurs 20 touchent l'élément de refroidissement 22 de l'unité de refroidissement 18. Dans la région de contact avec l'élément de refroidissement 22 les éléments thermo-conducteurs 20 transfèrent l'énergie thermique à l'élément de refroidissement 22. Les éléments thermo-conducteurs 20 échangent l'énergie thermique avec l'élément de refroidissement 22 de l'unité de refroidissement 18 qui se réchauffe ainsi. Par une convection non forcée, l'élément de refroidissement 22 échange l'énergie thermique avec l'environnement de la machine-outil portative. On peut également envisager de renforcer le refroidissement par convection de l'élément de refroidissement 22 à l'aide d'un courant d'air de refroidissement généré par un élément de ventilation non représenté. L'élément de refroidissement 22 constitué par le boîtier de transmission 48 comporte une surface d'appui 24 qui, lorsque la machine-outil portative est posée, vient directement en contact avec la surface sur laquelle elle est posée. L'élément de refroidissement 22 peut ainsi échanger de l'énergie thermique par conduction au niveau de la surface supérieure lorsque la machine-outil portative est posée.

10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Unité d'entraînement 12 Unité électronique 14 Unité de boîtier 16 Unité de transport 18 Unité de refroidissement 20 Elément thermo-conducteur 22 Elément de refroidissement 24 Surface d'appui 26 Boîtier de la machine-outil portative 28 Poignée principale 30 Direction principale d'extension 32 Câble électrique 34 Interrupteur! Interrupteur coulissant 36 Porte-outil 38 Outil amovible 40 Capot de protection 42 Poignée auxiliaire 44 Direction principale d'extension de la poignée auxiliaire 46 Arbre d'entraînement 48 Boîtier de transmission25

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1°) Machine-outil portative notamment meuleuse d'angle comportant une unité d'entraînement (10), une unité électronique (12) et une unité de boîtier (14) entourant au moins partiellement l'unité d'entraînement (10) et/ou l'unité électronique (12), machine caractérisée en ce qu' elle comporte au moins une unité de transport (16) logée au moins en partie dans l'unité de boîtier (14) et transportant l'énergie thermique dans l'unité de boîtier (14).
2. 2°) Machine-outil portative selon la revendication 1, caractérisée par une unité de refroidissement (18) pour assurer le refroidissement de l'unité d'entraînement (10) et/ou de l'unité électronique (12) pendant le fonctionnement de la machine.
3. 3°) Machine-outil portative selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de transport (16) comporte un élément thermo-conducteur (20) pour coupler l'unité d'entraînement (10) pour coupler l'unité d'entraînement (10) et/ou l'unité électronique (12) thermiquement à l'unité de refroidissement (18).
4. 4°) Machine-outil portative selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément thermo-conducteur (20) est constitué au moins en partie par un caloduc.
5. 5°) Machine-outil portative selon la revendication 2, caractérisée ce que l'unité de refroidissement (18) assure au moins en partie un refroidissement passif.
6. 6°) Machine-outil portative selon la revendication 2, caractérisée en ce quel'unité de refroidissement (18) comporte un élément refroidissement (22) à conductivité thermique élevée.
7. 7°) Machine-outil portative selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de refroidissement (22) a une surface d'appui (24).
8. 8°) Machine-outil portative selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement (10) comporte un moteur à courant à continu.15