FR3022817A1

FR3022817A1 - Convertisseur d'energie de machine-outil portative

Info

Publication number: FR3022817A1
Application number: FR1555876A
Authority: FR
Inventors: Steffen Tiede; Hardy Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-01-01
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: CN105269532B; FR3022817B1; DE102014212391A1; CN105269532A

Abstract

Convertisseur d'énergie de machine-outil portative comportant un générateur d'énergie (12) pour transformer l'énergie ambiante d'une forme d'énergie en une autre forme d'énergie pour le fonctionnement d'un accessoire (14, 52) et/ou pour stocker celle-ci dans un accumulateur d'énergie.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un convertisseur d'énergie de machine-outil portative. Etat de la technique On connaît déjà des convertisseurs d'énergie de machine- outil portative. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un convertisseur d'énergie de machine-outil portative comportant un générateur d'énergie pour transformer l'énergie ambiante d'une forme d'énergie en une autre forme d'énergie pour le fonctionnement d'un accessoire et/ou pour stocker celle-ci dans un accumulateur d'énergie. A titre de remarque l'expression « prévu pour » signifie qu'il s'agit d'un moyen spécialement conçu et/ou équipé pour assurer une certaine fonction. Le fait qu'un objet soit destiné à une certaine fonction signifie notamment que l'objet remplit et/ou exécute cette fonction déterminée dans au moins un état d'application et/ou de fonctionnement. L'énergie de l'environnement selon l'invention est la forme d'énergie fournie par l'environnement telle que par exemple l'énergie de rayonnement, l'énergie hydraulique ou l'énergie mécanique, notamment les vibrations. L'élément accessoire signifie notamment un élément qui est au moins partiellement et de préférence pratiquement complètement prévu pour fournir au moins une fonction accessoire qui est notamment prévue pour soutenir une fonction principale d'une machine-outil. En particulier, il s'agit d'un élément qui est avantageusement couplé pour être utilisé avec la machine-outil portative, tels que par exemple l'éclairage, un capteur de paroi ou un télémètre. La réalisation du convertisseur d'énergie de la machine-outil électroportative selon l'invention a l'avantage de développer un dispositif de machine-outil qui fournit aux accessoires de façon avantageuse l'énergie et de préférence de l'énergie électrique pour leur fonctionnement sans interface pour la transmission de la puissance de la machine-outil à l'accessoire ou en plus des batteries dans l'élément d'accessoire. En outre, le générateur d'énergie comporte au moins un micro-générateur pour transformer les vibrations mécaniques en éner- gie électrique. Le micro-générateur est un générateur pour générer de l'énergie électrique par effet électromagnétique, piézoélectrique, électrostatique ou autre mode de conversion d'énergie, techniquement intéressant pour transformer des vibrations mécaniques en énergie électrique.

On obtient ainsi un générateur d'énergie très simple pour générer de l'énergie électrique. Il est en outre prévu d'installer le générateur d'énergie sur ou dans la poignée auxiliaire. La poignée auxiliaire est une poignée supplémentaire couplée à la machine-outil et que l'utilisateur tient en plus de la poignée principale pour bien tenir la machine-outil et l'utiliser. Cela permet de relier le générateur d'énergie d'une manière particulièrement avantageuse à la machine-outil. Suivant une autre caractéristique, le générateur d'énergie est relié de manière amovible. Cette liaison amovible signifie qu'elle peut être ouverte d'une manière non destructive par l'utilisateur ou d'être remontée dans les mêmes conditions ce qui permet de relier ou d'enlever un élément et en particulier le générateur d'énergie à la demande de l'utilisateur pour un autre élément, notamment la machine-outil. On a ainsi un générateur d'énergie avantageusement modifiable et qui peut être installé ou démonté s'il ne doit pas servir. Suivant une autre caractéristique, le convertisseur d'énergie de la machine d'outil comporte au moins un circuit électrique d'accessoire auquel est relié le générateur d'énergie, ce circuit étant différent du circuit électrique de l'entraînement. Le circuit électrique de l'accessoire est un circuit électrique servant uniquement à l'alimentation d'accessoires. Le circuit électrique d'entraînement est celui de la machine-outil qui sert à l'alimentation de l'unité d'entraînement de la machine. Le circuit d'accessoires est séparé du circuit d'entraînement ce qui signifie que ces deux circuits sont séparés électriquement. On évite ainsi avantageusement le couplage électrique du circuit électrique d'entraînement et du circuit de l'accessoires ce qui simplifie le convertisseur d'énergie de la machine. Suivant une autre caractéristique, le convertisseur d'énergie comporte au moins un accumulateur d'énergie électrique relié au circuit de l'accessoire. L'accumulateur d'énergie électrique est un accumulateur permettant de stocker au moins provisoirement de l'énergie électrique tel qu'un accumulateur au sens général ou un condensateur. La liaison est une liaison par contact électrique. Cela permet de stocker provisoirement de l'énergie électrique fournie par le généra- teur et de sécuriser l'alimentation de l'accessoire ainsi raccordé. Suivant une autre caractéristique, le convertisseur d'énergie comporte au moins une unité de commande et/ou de régulation pour activer l'accessoire lorsque le générateur d'énergie fournit de l'énergie. L'unité de commande et/ou de régulation est notamment une unité comportant une électronique de commande. L'électronique de commande est une unité avec un processeur et une mémoire ainsi qu'un programme enregistré dans la mémoire. L'expression selon laquelle le générateur d'énergie fournit de l'énergie signifie qu'il fournit de l'énergie électrique lorsque la machine-outil fonctionne. Cela permet d'activer l'accessoire d'une manière particulièrement avantageuse dès que la machine-outil fonctionne. Suivant une autre caractéristique, l'unité de commande et/ou de régulation coupe l'accessoire après un temps défini lorsque le générateur ne fournit plus d'énergie. Ce temps ou durée définie signifie notamment un temps enregistré dans l'unité de commande et de régula- tion et qui est compris entre zéro seconde et plusieurs minutes. L'expression selon laquelle le générateur d'énergie ne fournit plus d'énergie correspond à un état dans lequel la machine-outil ne fonctionne plus et le générateur d'énergie ne fournit plus d'énergie élec- trique. Cela permet avantageusement de neutraliser l'accessoire lorsqu'il n'est plus utile. L'invention porte également sur la machine-outil portable équipée du générateur d'énergie. Cette machine-outil portable est une machine servant à usiner ou travailler des pièces et que l'utilisateur peut transporter seul. La machine-outil portable a une masse qui est inférieure à 40 kg et de préférence à 10 kg et d'une manière particulièrement préférentielle, inférieure à 5 kg ce qui correspond avantageusement à une machine qui fournit de manière simple l'énergie électrique pour alimenter un accessoire.

Suivant une autre caractéristique, la machine-outil portable ou portative comporte une interface de poignée auxiliaire à laquelle le convertisseur d'énergie est relié de manière amovible. Cela permet de coupler très simplement le convertisseur d'énergie à la ma- chine-outil. Le convertisseur d'énergie de machine-outil n'est pas limité à l'application et à la forme de réalisation développées ci-dessus. Ce convertisseur peut notamment comporter un nombre différent d'éléments de composants ou de modules différents de ce qui a été dé- crit ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de convertisseur d'énergie de machine-outil à main représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'une machine-outil à main comportant une poignée auxiliaire et un convertisseur d'énergie de machine-outil selon l'invention, la figure 2 est un schéma de la poignée auxiliaire avec son convertisseur d'énergie et des accessoires, et la figure 3 est un schéma de la poignée auxiliaire avec le convertis- seur d'énergie, représenté séparément. Description d'un mode de réalisation Les figures 1 à 3 montrent un convertisseur d'énergie de machine-outil 10 selon l'invention.

La figure 1 montre une machine-outil portative 28 équi- pée d'un convertisseur d'énergie 10 selon l'invention. La machine-outil 28 est une perceuse ou un perforateur. En principe, on peut également envisager pour la machine-outil 28 toute autre forme de réalisation avec un outil effectuant un mouvement de va et vient tel que par exemple une scie-sabre. La machine-outil 28 en forme de perceuse ou de perfo- rateur comporte une poignée principale 30 formée par la région du boîtier 34 de la machine à l'opposé du porte-outil 32. Le porte-outil 32 ou mandrin reçoit un outil amovible 36, par exemple un foret ou un burin. En fonctionnement, l'outil 36 monté dans le mandrin 32 de la machine- outil portative 28 est entraîné par une unité d'entraînement 38 non dé- taillée de la machine-outil portative 28. L'unité d'entraînement 38 comprend un moteur électrique logé radialement dans le boîtier 34. La machine-outil 28 comporte également un circuit de courant d'entraînement 22. Le circuit électrique d'entraînement 22 alimente l'unité d'entraînement 38 en lui fournissant l'énergie électrique servant à l'entraînement. Le circuit d'entrainement 22 est relié par un connecteur par une source de courant externe. En principe on peut également envisager pour la machine-outil 28 un accumulateur intégré dans le circuit électrique d'entraînement 22 et fournissant l'énergie électrique à l'unité d'entraînement 38. Dans la direction d'extension principale de la machine-outil portative, entre le mandrin 32 et la poignée principale 30 il y a une poignée auxiliaire 18. La poignée auxiliaire 18 est reliée de manière amovible à la machine-outil 28. Pour la fixation amovible de la poignée auxiliaire, la machine-outil portative 28 a une interface 40.

L'interface 40 reçoit la poignée auxiliaire 18 à l'état installé par une liai- son par la force et la forme, avec le boîtier 34 de la machine-outil portative 28. En principe, on peut également envisager une liaison uniquement par la forme ou une liaison uniquement par la force entre la poignée auxiliaire 18 et le boîtier 34 de la machine 28. En principe, on peut également envisager une poignée auxiliaire 18 reliée de manière rigide et solidaire au boîtier 34. Le convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil porta- tive se compose d'un générateur d'énergie 12. Le générateur d'énergie 12 transforme une certaine forme de l'énergie de l'environnement en une énergie d'une autre forme. Le générateur d'énergie transforme no- tamment l'énergie de l'environnement d'une forme d'énergie en énergie électrique. Pour cela, le générateur d'énergie 12 comporte un micro- générateur 16. Le micro-générateur 16 transforme les vibrations en énergie électrique. Le micro-générateur 16 transforme l'énergie am- biante qui se présente sous la forme d'énergie cinétique en énergie électrique. La machine-outil portative 28 génère. Pendant le fonctionnement, l'entraînement de l'outil 36 par l'unité d'entraînement 38 génère des vibrations dans le boîtier 34 de la machine. Ces vibra- tions constituent de l'énergie de l'environnement transformée par le mi- cro-générateur 16 en énergie électrique. Le micro-générateur 16 est un générateur électromagnétique qui transforme l'énergie mécanique constituée par les vibrations en énergie électrique. En principe, on pourrait également envisager comme micro-générateur 16, un générateur ayant un autre mode de fonctionnement, tel que par exemple un générateur piézoélectrique ou un générateur électro-acoustique. En principe, on peut également envisager que le générateur d'énergie 12 comporte deux ou plusieurs micro-générateurs 16 ayant par exemple des orientations différentes.

Le convertisseur d'énergie 10 de la machine électroporta- tive comporte un circuit auxiliaire 20. Le circuit auxiliaire 20 est séparé du circuit d'entraînement 22 de la machine-outil 28. Le circuit d'entraînement 22 et le circuit auxiliaire 20 ne sont pas couplés électriquement. Le générateur d'énergie 12 est intégré dans le circuit de l'appareil auxiliaire 20. Le micro-générateur 16 est intégré électrique- ment dans le circuit 20 de l'accessoire et fournit l'énergie électrique au circuit de l'appareil auxiliaire. Le convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil porta- tive a un accumulateur électrique 24. L'accumulateur électrique 24 est relié au circuit de l'appareil auxiliaire 20. L'accumulateur électrique 24 est couplé électriquement au circuit électrique 20 du ou des l'accessoires. L'énergie électrique fournie par le micro-générateur 16 peut être stockée de manière intermédiaire dans l'accumulateur électrique 24.

Le convertisseur d'énergie électrique 10 de la machine- outil portative comporte un élément de connecteur 42. L'élément de connecteur 42 est relié au circuit de l'accessoire 20. L'élément de connecteur 42 est couplé électriquement au circuit 20 de l'accessoire. L'élément de connecteur 42 permet de relier d'autres éléments élec- triques ou circuits du ou des l'accessoires 20. L'élément de connecteur 42 a des contacts électriques 46. Par le couplage d'un autre élément de connecteur à l'élément de connecteur 42 on peut relier d'autres éléments électriques et/ou électroniques au circuit électrique de l'accessoire.

Le convertisseur d'énergie 10 de la machine électrique portative comporte un boîtier 44. Le boîtier 44 délimite extérieurement le convertisseur d'énergie 10. Le boîtier 44 est en matière plastique. Mais on pourrait également envisager un boîtier 44 en un autre maté- riau techniquement intéressant. Le micro-générateur 16, l'accumulateur électrique 24 et le circuit 20 de l'accessoire sont logés dans le boîtier 44. Le micro-générateur 16, l'accumulateur électrique 24 et le circuit de l'accessoire 20 sont intégrés solidairement au boîtier 44 en étant fixés par des liaisons vissées. Mais on pourrait également envi- sager d'intégrer le micro-générateur 16, l'accumulateur électrique 24 et le circuit de l'accessoire 20 d'une autre manière, solidairement au boîtier 44 comme par exemple par des liaisons par des pinces ou autre liaison par la forme. L'élément de connecteur 42 est également intégré dans le boîtier 44. Les contacts électriques 46 de l'élément de connec- teur 42 sont appliqués à la paroi extérieure du boîtier 44, ce qui rend les contacts électriques 46 accessibles de l'extérieur et permet de relier un autre élément de connecteur de l'extérieur au circuit 20 par l'intermédiaire de l'élément de connecteur 42. Le générateur d'énergie 12, à l'état installé, se trouve sur la poignée auxiliaire 18. Le générateur d'énergie 12 est muni d'une liai- son amovible. Le générateur d'énergie 12 peut être monté sur la poignée auxiliaire. La poignée auxiliaire 18 a une interface 26 à laquelle se relie de manière amovible l'ensemble du convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil. Le boîtier 44 du convertisseur d'énergie 10 de la machine- outil comporte une interface 48 réalisée en fonction de l'interface d'accès 26. L'interface 48 et l'interface d'accès 26 ont chacune des éléments de liaison par la forme et/ou par la force, non représentés, qui sont réalisés de manière réciproque. Ainsi le boîtier 44 peut être relié par l'interface 48, par une liaison par la forme et/ou par la force à la poignée auxiliaire 18 par l'intermédiaire des interfaces auxiliaires 26. La machine-outil 28 est couplée à l'accessoire 14. Le convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil comporte l'accessoire 14. L'accessoire 14 est une diode LED pour éclairer la surface de travail. En principe on pourrait également envisager pour l'accessoire 14 un autre élément, tel que par exemple un dispositif d'analyse de paroi, un cap- teur de distance ou autre accessoire qui pourrait être techniquement intéressant pour équiper une machine-outil portative 28. L'accessoire 14 en forme de LED est intégré dans le circuit électrique 20 de l'accessoire. Pour cela, l'accessoire 14 réalisé sous la forme d'une LED est intégré électriquement dans le circuit auxiliaire 20. Le convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil portative comporte un élément de manoeuvre 54 intégré dans le circuit électrique de l'accessoire 20 et qui permet de commander le convertisseur de machine-outil 10, notamment pour couper ou brancher. En principe, on pourrait également envisager pour l'élément accessoire 14 réalisé sous la forme d'une diode LED, un composant distinct du convertisseur de la machine électrique portative 10 qui peut se coupler au convertisseur d'énergie 10 de la machine ; l'élément accessoire 14 en forme de diode LED pourrait être fixé par le connecteur 42 au circuit auxiliaire 20.

Le boîtier 44 du convertisseur d'énergie 10 de la ma- chine-outil portative comporte un point de fixation 50 permettant de relier un autre accessoire 52 à la machine-outil 28. L'accessoire 52 est un pointeur laser. L'accessoire 52 se fixe au boîtier 44 par le point de fixation 50 et il est couplé électriquement au circuit électrique 20 de l'accessoire par l'élément de connecteur 42 pour assurer l'alimentation électrique. En principe, on pourrait également envisager que seul l'accessoire 52 soit couplé au boîtier 44 du convertisseur d'énergie 10 sans l'accessoire 14 en forme de LED. En principe, on pourrait également envisager d'intégrer le convertisseur d'énergie 10 avec le micro-générateur 16, l'accumulateur électrique 24, l'élément de connecteur 42 et le circuit d'accessoire 20, directement à la poignée 18 et même directement au boîtier 34 de la machine-outil 28. Ainsi, on pourrait envisager un accessoire qui serait relié directement à la poignée auxiliaire 18 ou au boîtier 34 de la ma- chine 28. Le convertisseur d'énergie 10 de la machine-outil portative comporte une unité de commande et de régulation 56. L'unité de commande et de régulation 56 est intégrée dans le circuit électrique 20 de l'accessoire. L'unité de commande et de régulation 56 commande les accessoires 14, 52. Les accessoires 14, 52 sont activés ou neutralisés par l'unité de commande et de régulation 56. L'unité de commande et de régulation 56 permet également de commander l'unité d'accumulateur d'énergie 12. L'unité de commande et de régulation 56 active l'accessoire 14, 52 lorsque le générateur d'énergie 12 fournit de l'énergie électrique. Le générateur d'énergie 12 détecte par le micro- générateur 16, les vibrations produites par le fonctionnement de la machine-outil pour les transformer en énergie électrique et de détecter ainsi par l'unité de commande et de régulation 56 et d'activer ensuite l'accessoire 14, 52 raccordé. Si le générateur d'énergie 12 ne fournit plus d'énergie électrique lorsque la machine 28 est arrêtée ou coupée, l'unité de commande et de régulation 56 neutralise les accessoires 14, 52 après une durée prédéfinie. Cette durée prédéfinie est par exemple de dix secondes. Mais on pourrait également envisager une autre durée définie. En principe, on pourrait également envisager que cette durée définie soit réglée par l'utilisateur. Lorsque la machine-outil portative 28 fonctionne, le générateur d'énergie 12 par l'intermédiaire de son micro-générateur 16, transforme l'énergie ambiante qui est constituée par les vibrations produites par l'entraînement de l'outil 36 par l'unité d'entraînement 38 en une autre forme d'énergie, notamment de l'énergie électrique pour ali- menter les éléments accessoires 14, 52 raccordés et/ou pour alimenter un accumulateur d'énergie, notamment l'accumulateur électrique 24 du convertisseur d'énergie 10 en une autre forme d'énergie, notamment en énergie électrique. Ainsi, l'accessoire 14, 52, raccordé peut être alimenté avantageusement en énergie électrique. On pourrait également envisa- ger que l'accessoire 14, 52 raccordé soit branché automatiquement lors du fonctionnement de la machine-outil 28, c'est-à-dire lorsque l'unité de générateur 12 fournit de l'énergie électrique ou pour couper ou brancher l'élément accessoire supplémentaire.30 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Convertisseur d'énergie de machine-outil portative 12 Générateur d'énergie 16 Micro-générateur 18 Poignée auxiliaire 20 Circuit électrique de l'accessoire 22 Circuit électrique d'entraînement 24 Accumulateur électrique 28 Machine-outil portative 30 Poignée principale 32 Porte-outil / mandarin 34 Boitier de la machine 36 Outil tel que foret / fleuret 38 Unité d'entraînement 40 Interface 42 Elément de connecteur 44 Boîtier du convertisseur d'énergie 46 Contact électrique 48 Interface 50 Point de fixation 52 Accessoire 56 Unité de commande et de régulation 30

Claims

REVENDICATIONS1°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative comportant un générateur d'énergie (12) pour transformer l'énergie ambiante d'une forme d'énergie en une autre forme d'énergie pour le fonctionnement d'un accessoire (14, 52) et/ou pour stocker celle-ci dans un accumula- teur d'énergie.
2°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'énergie (12) comporte au moins un micro-générateur (16) pour convertir les vibrations en énergie électrique.
3°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le générateur d'énergie (12) équipe la poignée auxiliaire (18).
4°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le générateur d'énergie (12) a une liaison amovible.
5°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu' au moins un circuit électrique d'accessoire (20) auquel est reliée le générateur d'énergie (12) et qui est distinct du circuit électrique d'entraînement (22).
6°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendication 5, caractérisé par au moins un accumulateur électrique (24) relié au circuit électrique de l'accessoire (20).7°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendication 1, caractérisé par au moins une unité de commande et/ou de régulation (56) pour activer l'accessoire (14, 52) lorsque l'unité générateur d'énergie (12) fournit de l'énergie. 8°) Convertisseur d'énergie de machine-outil portative selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de commande te/ou de régulation (56) neutralise l'accessoire (14, 52) après une durée définie lorsque le générateur d'énergie (12) ne fournit plus d'énergie. 9°) Machine-outil portative comportant un convertisseur d'énergie de machine-outil portative (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10°) Machine-outil portative selon la revendication 9, caractérisée par au moins une interface de poignée auxiliaire (26) à laquelle se relie de manière amovible le convertisseur d'énergie (10) de cette machine-outil portative.25