Machine portable à coupe rotative dite debroussailleuse à limiteur s couple incorporé et limiteur de couple pour débroussailleuse portable
La présente invention concerne une machine portable à coupe rotative dite débroussailleuse du type comportant un corps tubulaire ou canne muni(e) d'un élément moteur rotatif d'entraînement d'un organe de coupe rotatif rigide de type à lame ou à disque, ainsi qu'un limiteur de couple équipant en particulier une telle machine.
Les débroussailleuses du type précité sont particulièrement dangereuses lorsqu'elles sont équipées d'organes de coupe rigides tels que lame, disque ou similaire. En effet, lorsque le couple transmis par l'élément moteur de la débroussailleuse à l'organe de coupe devient inférieur au couple résistant appliqué à l'organe de coupe, en particulier lors de la rencontre d'un obstacle, tel qu'une pierre, il se produit immédiatement une réaction violente de l'ensemble de la débroussailleuse, Cette réaction peut, si l'opérateur ne se méfie pas, blesser ce dernier. Cette réaction peut se traduire par des déplacements incontrôlés et brutaux de la débroussailleuse, par la casse de l'organe de coupe ou par la casse de tout ou partie de l'élément
moteur inapte à réagir à un arrêt brutal de la rotation de l'organe de coupe. Pour pallier ce problème sur les tondeuses à gazon, il est connu par les brevets US-A-
3.252.304, US-Â-2.978.858 et US-A-5 , 581. 85 d'interposer entre l'élément moteur rotatif et l'organe de coupe rigide un limiteur de couple. Toutefois, les limiteurs de couple connus fonctionnent en tout ou rien.
Un but de la présente invention est de proposer une machine portable à coupe rotative dont la conception permet de protéger l'utilisateur des à-coups et d'un comportement dangereux de la debroussailleuse lorsque l'organe de coupe rencontre un obstacle.
Un autre but de la présente invention est de proposer une débroussailleuse dont la conception permet de protéger l'élément moteur, incluant moteur et organe de transmission, contre toute détérioration, y compris dans le cas d'un arrêt brutal de la rotation de l'organe de coupe lorsque ce dernier rencontre un obstacle,
Un autre but de la présente invention est de proposer une débroussailleuse dont la conception permet à l'utilisateur de doser l'effort qu'il exerce sur la débroussailleuse et d'optimiser ainsi le fonctionnement de cette dernière de manière à limiter la sollicitation du matériel .
À cet effet, l'invention a pour objet une machine portable à coupe rotative dite débroussailleuse du type comportant un corps tubulaire ou canne muni(e) d'un élément moteur rotatif d'entraînement d'un organe de coupe rotatif rigide de type à lame ou à disque, cette machine comportant, interposée entre l'élément moteur rotatif et l'organe de coupe rigide, un limiteur de couple désolidarisant, au moins temporairement, en rotation l'élément moteur et l'organe de coupe lorsque le couple résistant appliqué à l'organe de coupe est supérieur au couple transmis par l'élément moteur à l'organe de coupe de sorte que l'élément
moteur continue à être entraîné en rotation tandis que l'organe de coupe est immobilisé par un obstacle ou une résistance quelconque, caractérisé en ce que le limiteur de couple disposé entre élément moteur rotatif et organe de coupe est à effet de percussion, cet effet de percussion s' établissant de préférence dans un plan parallèle au plan de rotation de l'organe de coupe.
L'effet de percussion permet à l'opérateur de doser son effort et d'optimiser l'utilisation de la débroussailleuse,
L'invention a encore pour objet un limiteur de couple du type agencé pour être interposé entre un élément moteur rotatif et un organe de coupe rotatif rigide du type à lame ou à disque d'une machine portable à coupe rotative de manière à désolidariser, au moins temporairement, en rotation l'élément moteur et l'organe de coupe lorsqu'un couple résistant appliqué à l'organe de coupe est supérieur au couple transmis par l'élément moteur à l'organe de coupe, caractérisé en ce que le limiteur de couple est à effet de percussion, cet effet de percussion s ' établissant de préférence dans un plan parallèle au plan de rotation de 1 ' organe de coupe ,
Grâce à la conception de cette débroussailleuse, la répétition des chocs de l'organe de coupe sur l'obstacle est évitée grâce à la désolidarisation en rotation de l'organe de coupe et de l'élément moteur, De même, la protection de l'élément moteur est assurée puisque ce dernier peut continuer à fonctionner normalement, y compris dans le cas d'un arrêt brutal d'entraînement de la rotation de 1 ' organe de coupe .
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une vue schématique partielle
d'une débroussailleuse conforme à l'invention à l'état éclaté des éléments constitutifs de la débroussailleuse;
la figure 2 représente une vue schématique partielle d'une débroussailleuse conforme à l'invention à l'état assemblé des éléments ;
la figure 3 représente une vue schématique partielle d'une débroussailleuse conforme à l'invention à l'état non assemblé des éléments la constituant, l'élément moteur étant de type à sortie mâle ;
la figure 4 représente une vue schématique partielle à l'état partiellement assemblé des éléments la constituant, l'élément moteur étant du type à sortie femelle ;
la figure 5 représente une vue de dessus partielle de la pièce du limiteur de couple solidaire de l'organe de coupe et
la figure 6 représente de manière schématique le déplacement d'une bille du limiteur de couple de la figure 5 entre deux logements successifs.
La machine portable à coupe rotative, dite debroussailleuse, objet de l'invention, comporte de manière en soi connue un corps tubulaire ou canne 1 muni(e) d'un élément 2 moteur rotatif d'entraînement d'un organe 3 de coupe .
La canne 1 peut affecter un grand nombre de formes, Elle est généralement munie au voisinage de l'une de ses extrémités (non représentées), d'un guidon ou d'une poignée pour faciliter sa préhension par l'opérateur. L'élément 2 moteur rotatif d'entraînement de l'organe 3 de coupe est quant à lui constitué généralement d'un moteur thermique ou
électrique équipé d'un arbre de transmission souple ou rigide reliant ledit moteur à l'organe 3 de coupe fixé en sortie dudit arbre. Des exemples de conception de cet arbre moteur ont été représentés aux figures. Ces exemples ne sont toutefois en aucun cas limitatif, La sortie d'un tel arbre rotatif peut être de type mâle, comme le montre la figure 3, ou de type femelle, comme le montre la figure 4,
Dans certains cas, la canne 1 est en outre prolongée par une tête 11 de débroussailleuse. Comme le montrent les figures 1 et 2, cette tête 11 affecte sensiblement la forme d'une cloche délimitant un logement à l'intérieur duquel peuvent être logés un certain nombres d'éléments, L'organe 3 de coupe s'étend dans ce cas à l'extérieur de ladite tête de débroussailleuse. Cet organe 3 de coupe rotatif est un organe rigide qui peut être constitué d'une ou plusieurs lames, ou d'une lame à n branches, ou de disques, ou bien encore de plaques rotatives de forme quelconque. La conception générale d'une telle débroussailleuse ne sera pas décrite plus en détail car elle est bien connue à ceux versés dans cet art ,
L'organe 3 de coupe rigide est désolidarisable, au moins temporairement, en rotation de l'élément 2 moteur lorsque le couple résistant appliqué à l'organe 3 de coupe est supérieur au couple transmis par l'élément 2 moteur à l'organe 3 de coupe, Ainsi, l'élément 2 moteur continue à être entraîné en rotation tandis que l'organe 3 de coupe est immobilisé par un obstacle ou une résistance quelconque, Bien évidemment, au cours de cette solidarisation en rotation de l'organe 3 de coupe et de l'élément 2 moteur, l'organe 3 de coupe reste couplé mécaniquement par un assemblage axial à l'élément 2 moteur, A l'inverse, dès que le couple résistant appliqué à l'organe 3 de coupe devient inférieur au couple transmis par l'élément 2 moteur à l'organe 3 de coupe, l'organe 3 de coupe est à nouveau solidaire en rotation de l'élément 2 moteur ,
Cette solidarisation en rotation de l'organe 3 de coupe de l'élément 2 moteur est obtenue par l'intermédiaire d'un limiteur de couple 4 à effet de percussion interposé entre l'élément 2 moteur rotatif et l'organe 3 de coupe rigide,
Dans les exemples de réalisation représentés, ce limiteur de couple 4 est constitué d'un assemblage axial de deux pièces 4A, 4B en forme générale de moyeu, l'une 4A dite menante solidaire en rotation de l'élément 2 moteur, l'autre 4B dite menée portant l'organe 3 de coupe rigide, Lesdites pièces 4A, 4B, ainsi couplées de manière permanente par l'intermédiaire de l'assemblage axial, sont désolidarisables en rotation au-delà d'une valeur de couple prédéterminée de sorte que la pièce 4A menante peut continuer à être entraînée en rotation tandis que la pièce 4B menée est immobilisée par un obstacle ou une résistance sur l'organe 3 de coupe,
Le principe de fonctionnement d'un limiteur de couple est le suivant, Lorsque l'organe 3 de coupe rencontre un obstacle qui se met en opposition à sa rotation, l'organe 3 de coupe est immobilisé, tandis que la pièce 4A menante du limiteur de couple 4 continue à être entraînée en rotation, Lorsque le couple résistant appliqué à l'organe 3 de coupe devient inférieur au couple transmis par l'élément 2 moteur à l'organe 3 de coupe, l'organe 3 de coupe est à nouveau entraîné en rotation par l'élément 2 moteur, On parle alors de réenclenchement du limiteur de couple 4,
Dans les exemples représentés, au moins l'une 4A des pièces 4A, 4B du limiteur de couple 4 comporte des canaux 6 disposés coaxialement à son axe de rotation, Ces canaux 6 logent des ressorts 7 de compression et des billes 8 débordant de la face distale du moyeu, L'autre pièce 4B du limiteur de couple formant cage à billes présente un fond de cage muni sur une circonférence d'une série de logements 9, représentés coniques, aptes à recevoir partiellement la partie débordante des billes 8 portées par l'autre pièce
4A, Les billes 8 s'effacent dans les canaux 6 lors d'une immobilisation intempestive de l'une quelconque des pièces 4À, 4B du limiteur de couple 4 pour permettre un mouvement angulaire relatif des pièces 4A, 4B entre elles, désolidarisables en rotation au-delà d'une valeur de couple prédéterminée,
En d'autres termes, lorsque l'organe 3 de coupe, monté sur la débroussailleuse, rencontre un obstacle qui se met en opposition à sa rotation, on observe un blocage de la pièce 4B du limiteur de couple 4, La pression du ressort 7 n'est alors plus suffisante pour maintenir les billes 8 dans les logements 9 de la pièce 4B et assurer ainsi l'entraînement en rotation de la pièce 4B, Les billes 8, repoussées dans les canaux 6, sont entraînées en déplacement avec la pièce 4A sur un chemin 10 de roulement ménagé sur la pièce 4B du limiteur de couple 4 jusqu'à venir se loger dans un nouveau logement de la pièce 4B. Ce positionnement des billes 8 dans les logements 9 n'est possible que lorsque l'organe 3 de coupe est dégagé et que la pression des ressorts alors comprimés est suffisante pour repousser les billes 8 dans leurs logements 9 et les maintenir dans ces derniers, Les deux pièces 4A, 4B du limiteur de couple 4 sont alors de nouveau solidaires en rotation pour assurer l'entraînement par rotation de l'organe 3 de coupe.
Dans les exemples représentés, la pièce 4B formant cage à billes du limiteur de couple 4 affecte la forme générale d'un barillet. Cette pièce 4B vient à recouvrement sur la pièce 4A du limiteur de couple 4, La pièce 4À peut affecter quant à elle un grand nombre de formes en fonction de la configuration de la sortie de l'élément 2 moteur,
Dans les exemples représentés aux figures 1 et 2, la canne 1 de la débroussailleuse est conformée à l'une de ses extrémités pour former une tête 11 de débroussailleuse. Cette tête 11 ménage un logement à l'intérieur duquel est disposé le limiteur de couple 4, Le logement de la tête 11
de débroussailleuse est fermé par une platine 12 à travers laquelle fait saillie au moins une partie du limiteur de couple 4, en particulier au moins une partie de la pièce 4B du limiteur de couple 4, pour recevoir l'organe 3 de coupe rigide. L'ensemble du limiteur de couple est maintenu à l'intérieur de son logement par l'intermédiaire de paliers glissants tels que des roulements à billes coopérant avec la platine et/ou la tête 11. La pièce 4À est quant à elle munie d'un pignon 16 venant en prise avec un pignon 17 disposé à l'extrémité de l'élément 2 moteur de manière à assurer l'entraînement en rotation de la pièce 4A du limiteur de couple 4 et, par suite, l'entraînement en rotation de la pièce 4B,
Dans les exemples représentés aux figures 3 et 4, la pièce 4A présente un moyeu creux taraudé pour permettre la fixation par vissage de la pièce 4A du limiteur de couple 4 à la sortie de l'élément 2 moteur, Dans le cas de l'exemple représenté, l'élément 2 moteur rotatif d'entraînement de l'organe 3 de coupe est dans ce cas un arbre rotatif du type muni, à ou au voisinage de son extrémité, d'un épaulement 14 standard pour une plage de diamètres de l'arbre, Le limiteur de couple 4, et en particulier, la pièce 4A du limiteur de couple 4, est couplé à l'arbre 2 par l'intermédiaire d'un dispositif constitué principalement d'une bague 13 d'adaptation munie d'une part, sur au moins l'une de ses faces frontales, d'un lamage 13A, 13B dimensionné pour coiffer par embrèvement l' épaulement 14 standard de l'arbre 2 rotatif et être maintenue en contact d'appui non glissant sous l'effet d'un effort de compression axiale, d'autre part de moyens 15 d'accouplement à l'une 4A des pièces 4A, 4B du limiteur de couple 4 pour solidariser en rotation l'une, 4A des pièces 4A, 4B du limiteur de couple 4, bague 13 et arbre 2, Dans les exemples représentés, ces moyens 15 de fixation sont constitués par un filetage de la bague 13.
Cette pièce 4A du limiteur de couple est encore agencée
pour recevoir une vis 5 épaulée, cette pièce permettant l'assemblage axial de la pièce 4À du limiteur de couple 4 avec la pièce 4B du limiteur de couple 4, Cette pièce 5 traverse la pièce 4A du limiteur, vient en prise avec un taraudage de la pièce 4B du limiteur de couple et fait saillie au-delà de cette dernière pièce pour permettre la fixation par vissage de l'organe 3 de coupe, en particulier au moyen d'un écrou sur l'extrémité de la vis, comme le montrent les figures 3 et 4. Dans ce cas particulier, l'organe 3 de coupe et au moins l'une, à savoir la pièce 4B, du limiteur de couple 4 sont couplés par l'intermédiaire d'au moins un organe 5 servant à l'assemblage axial des pièces 4A, 4B du limiteur de couple 4 entre elles,
Du fait de la conception particulière du limiteur de couple 4 décrit ci-dessus, ce dernier est à effet de percussion. Cet effet de percussion s'établit de préférence dans un plan parallèle au plan de rotation de l'organe 3 de coupe. Cet effet de percussion est lié d'une part à la présence des billes 8, d'autre part à la présence des logements 9, Le nombre de logements 9 de la cage à billes est au moins un multiple du nombre de canaux 6 de l'autre pièce 4À, Dans les exemples représentés, les logements sont au nombre de huit et les billes au nombre de quatre, Les logements 9 de la pièce 4B formant cage à bille du limiteur de couple 4 sont sensiblement contigus pour obtenir, lors d'un dépassement d'une valeur de couple prédéterminée, un effet de percussion dans le plan de rotation du moyeu 4B porte- organe de coupe 3 lorsque le moyeu 4B porte-organe de coupe est immobilisé par un obstacle ou une résistance tandis que le moyeu moteur 4A continue à être entraîné, L'opérateur peut en effet entendre un tac tac régulier correspondant à l'entaille effectuée à chaque attaque d'un élément à découper, tel que du bois, par l'organe 3 de coupe. En effet, à chaque entaille, le couple résistant sur l'organe 3 de coupe devient supérieur au couple de déclenchement du limiteur de couple mais l'inertie du système et le contrôle
de l'opérateur permettent automatiquement un réenclenchement. Le système acquiert à nouveau de l'énergie motrice et travaille à nouveau. À l'inverse, si l'utilisateur insiste pour accroître la rapidité de coupe, l'organe 3 de coupe se bloque contre l'élément à découper, La pièce 4B du limiteur de couple 4 est immobilisée et la pièce 4A du limiteur de couple continue à tourner, Le limiteur de couple 4 se trouve alors dans un état totalement débrayé, Le limiteur de couple 4 retrouve son cycle de fonctionnement normal dans lequel les pièces 4A et 4B sont solidaires en rotation dès que l'utilisateur manoeuvre pour que l'effort de résistance de l'organe de coupe sur l'élément à découper soit inférieur au couple de déclenchement du limiteur de couple 4.
Le limiteur de couple peut donc fonctionner alternativement selon deux modes de fonctionnement. Dans le premier cas, le limiteur de couple fonctionne comme un limiteur de couple classique dans lequel, dès que le déclenchement se produit, plus aucune énergie n'est transmise à la pièce 4B solidaire de l'organe 3 de coupe, Dans le second mode de fonctionnement, le limiteur de couple successivement débraye puis percute en réenclenchant, Dans ce second mode, l'utilisateur maîtrise parfaitement son geste et la coupe grâce à cette alternance de débrayages et de percussions.
Dans ce second mode de fonctionnement, la bille passe alternativement d'un logement 9 à un autre logement 9 en parcourant un chemin 10 de roulement ménagé entre lesdits logements, Dans ce cas, la bille sort de son logement 9 conique de la pièce 4B du limiteur de couple 4, se déplace le long du chemin 10 de roulement, puis percute les bords d'un nouveau logement 9 avant à nouveau de ressortir de son logement 9 pour se déplacer à nouveau le long du chemin 10 de roulement jusqu'à ce que l'utilisateur ait maîtrisé parfaitement son geste, A l'inverse, dans le premier mode de fonctionnement, la bille rencontre son logement mais ne s'y arrête pas,
Pour accentuer cet effet de percussion, les logements 9 de la pièce 4B formant cage à billes du limiteur de couple 4 sont reliés entre eux par un chemin 10 de roulement incliné pour provoquer un déplacement accéléré de la bille entre deux logements 9 successivement occupés par la bille 8. Les logements 9 présentent quant à eux un point haut correspondant au côté duquel la bille fait saillie de son logement et un point bas correspondant au point d'entrée de la bille dans le logement, Le déplacement de la bille et le chemin de roulement sont représentés de manière schématique à la figure 6, Un tel limiteur de couple à percussion permet à l'opérateur d'optimiser l'utilisation de la débroussailleuse et, par suite, de limiter au maximum les sollicitations mécaniques de cette dernière,
Comme les exemples de réalisation ci-dessus l'ont montré, le limiteur de couple peut être installé en première monte sur une débroussailleuse, Il sera dans ce cas de préférence incorporé dans la tête de la débroussailleuse, Toutefois, pour les débroussailleuses existantes du marché, le limiteur de couple pourra être incorporé à l'organe 3 de coupe et sera agencé pour pouvoir être solidarisé en sortie d'élément moteur de débroussailleuse existante, Ainsi, le parc existant de débroussailleuses pourra, de la même manière que le nouveau parc de débroussailleuses, être équipé d'un tel limiteur de couple afin de permettre à l'utilisateur de travailler dans des conditions de sécurité optimales .