Brevet FR2035928A1 — publié le 19701224

La présente invention concerné un outil électrique portatif, notamment à moteur universel rapide, dont l'arbre de rotor est supporté dans des roulements à billes» Les conditions de plus en plus sévères qui sont imposées à la puissance d'ou-5 tillages électriques portatifs, appelés outils électriques, et, en outre, la nécessité de réduire au minimum le poids de ces appareils, conduisent à utiliser des moteurs électriques à vitesses de plus en plus grandes» Il en résulte qu'il est de plus en plus difficile d'équilibrer correctement les rotors de ces mo-10 teurs. Du fait du collecteur et du ventilateur, et en particulier de l'enroulement et de son imprégnation, la masse est inégalement répartie sur les rotors.- Du fait de la structure du rotor, on ne peut pas éliminer les balourds aux endroits où ils se trouvent, mais on doit les contrebalancer en d'autres endroits» En consé-15 quence, il se produit en cours de marche, notamment aux vitesses élevées, des flexions du rotor qui sont liées par une relation déterminée avec la vitesse angulaire et qui se font sentir sous forme de vibrations. On ne peut également pas complètement éviter que 20 l'enroulement du rotor change de position sous l'action de la chaleur, de forces magnétiques et d'inertie au bout d'une période ' d'utilisation assez longue, ce qui introduit de nouveaux balourds pendant la marche du moteur équilibré précédemment» En conséquence, des outils électriques du type pré-25 cité sont soumis de plus en plus à des vibrations qui perturbent et fatiguent prématurément l'utilisateur à cause du bruit produit et de la vibration de l'ensemble de l'appareil. Egalement, la précision du travail est influencée défavorablement par ces vibrations indésirables. La durée des paliers fortement sollici-30 tés par les vibrations est réduite et les sièges de paliers, dans lesquels les roulements à billes doivent être emmancliés avec précision et qui sont constitués par des parties en acier, battent dans leur logement ménagé dans les carters, formés dans la plupart des cas de matières plastiques. 35 Pour éliminer ces conséquences indésirables du ba lourd résiduel quon ne peut pas complètement éliminer et du balourd produit ultérieurement en cours de marche, on peut monter les paliers de l'arbre de rotor dans le carter avec interposition de coussinets ou de pièces d'autres formes constituées d'un 40 matériau amortissant les vibrations. 69 40546 2 2035928 XI est connu que des arbres peuvent être montés directement dans des paliers mous, c'est-à-dire des paliers formés d'un matériau élastiquement flexible, par exemple du caoutchouc. Egalement, on connaît des paliers flexibles et auto-5 adaptables pour arbres tournants. En outre, on sait que les paliers d'arbres tournants, à savoir des coussinets ou des roulements à billes, peuvent être montés dans des organes intermédiaires élastiques qui permettent de plus grandes variations de position et d'orientation angulaire des arbres. En outre, on 10 connaît des palier's combinés qui se composent d'une partie extérieure rigide, d'un fourreau intermédiaire élastiquement flexible et d'un fourreau intérieur rigide engagé dans le fourreau intermédiaire et contenant un roulement à aiguille obturé de façon étanche des deux côtés, auquel cas la partie extérieure, 15 le fourreau intermédiaire et le fourreau intérieur sont reliés entre eux de façon inséparable. Ces solutions ne conviennent pas pour résoudre le problème posé plus haut, car des paliers mous nécessitent une lubrification particulière, car les changements automatiques de 20 position d'un arbre dans des paliers suspendus élastiquement ne sont pas admissibles dans des moteurs électriques, car le montage de roulements à billes dans des fourreaux intérieurs rigides suppose un usinage à tolérances très étroites et car la possibilité de démontage de dispositifs dans lesquels les roulements à 25 billes sont emmanchés dans des fourreaux intérieurs rigides d'un support élastique est rendu bien plus difficile par rapport à l'état actuel de la technique. En outre, on connaît des'assemblages caoutchouc-métal dans lesquels un fourreau en caoutchouc servant d'organe 30 intermédiaire élastique est bloqué avec une forte précontrainte radiale entre un fourreau intérieur et un fourreau extérieur rigides, le fourreau intérieur pouvant servir à recevoir par exemple un coussinet ou un roulement à rouleaux ou à billes. La précontrainte du fourreau en caoutchouc peut être obtenue en emman-35 chant le fourreau intérieur dans le fourreau e'n caoutchouc et en emmanchant 1'ensemble ainsi formé dans le fourreau extérieur ; on peut également opérer par élargissement du fourreau intérieur ou par rétrécissement du fourreau extérieur- j on connaît également des modes de réalisation du fourreau extérieur en plusieurs 40 parties dans lesquels les parties de fourreau agencées par exem- 69 40546 3 2035928 pie ei2 forsae de secteurs peuvent être rapprochées les unes des autres- par des moyens appropriés et permettre ainsi une compression radiale du fourreau intermédiaire élastique « Egalement5 dans ces dispositifs 0 il est nécessaire 5 d'eniEsnoÊer le roulement à billes dans un fourreau intérieur usine avec précision § en conséquence, ils ne conviennent pas pour les raisons précitées pour une-application à. des outillages électriques 5 également9 des fourreaux extérieurs en plusieurs parties augmenteraient considérablement le prix de revient des appareils» En outre, on connaît un dispositif dans lequel un roulement à billes est relié avec conjugaison de formes à un organe élastique périphériques de telle sorte que cet organe soit soumis à une tension longitudinale et soit disposé à l'im-15 térieur d1ïui support en pouvant se déplacer dans le sens longitudinal ou en étant bloqué par frottement. Ce dispositif ne convient pas pour résoudre le problème selon 1'invention, du fait de la dépense technique qui est nécessaire pour la conjugaison des formes et pour la précontrainte axiale. 20 Enfin, on connaît un dispositif à roulement à bil les dans lequel un roulement à billes et à rangée unique de billes comporte une bague extérieure de profil extérieur conique et une bague intérieure de profil intérieur conique, aucïiel cas les bagues intérieure et extérieure sont assemblées -23 avec un anneau de Conicités correspondantes avec interposition d'une bague formée d'un matériau amortissant les vibrations, de sorte que le palier composite ainsi formé présente les dimensions extérieures normalisées d'un roulement à billes constitué intégralement d'acier. Cette disposition ne convient cependant pas 30 pour une application à des outillages électriques, car son prisî de rsviemt suppose l'utilisation de roulements à billes du commerce. L'invention a pour but de réaliser un palier approprié de 15 arbre du rotor du ïaoteur d ' outils électriques as-35 surent un assortis s emènt des vibrations et évitant les défauts des supports d'arbre de types connus. L:outil de l'invention est caractérisé en ce que les paliers de 15arbre de rotor sont réalisés sous forme de roulements à billes de type classique, qui sont placés directement 40 dans les pièces intercalaires d'amortissement de vibrations. 69 40546 k 20 $.i auxquelles ils sont reliés par frottement, tout en étant maintenus axialement avec conjugaison de formes par des parties reliées au carter. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, 5 les pièces intercalaires peuvent être bloquées dans le sens périphérique par frottement, et, dans le sens axial, par conjugaisons de formes dans le carter ou bien dans des parties réliées à ce demie En ce qui concerne l'agencement des pièces intercalaires, celles-ci peuvent être réalisées comme des pièces de 10 fomte fabriquées par emboutissage ou par injection, mais elles peuvent également être agencées sous forme de tronçons de tuyau souple. Elles peuvent être fabriquées à partir d'un matériau élastomère résistant aux huiles et aux graisses. Il s'est avéré particulièrement avantageux de leur donner une épaisseur de paroi 15 comprise entre 1 et 4 mm, de préférence entre 1,5 "et 2,5mm. Pour assurer un assemblage rigide des pièces intercalaires emmanchées dans le carter ou dans des parties reliées à ce dernier, il est avantageux que ces pièces présentent une tolérance d'épaisseur de paroi de 10 % maximum, de préférence de 5 % au 20 maximum. Il est particuli-, jent simple de réaliser les pièces intercalaires en un seul élément. La description ci-après se rapporte au dessin ci-joint représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessin qui représente en coupe une meuleuse d'angle. 25 La meuleuse d'angle représentée sur le dessin com porte un carter métallique 1 pour le moteur, un carter métallique 2 pour le mécanisme de transmission et une poignée 3 formée de matière plastique. Une broche 4 porte-outils, sait la-* quelle est fixée une meule 5i dépasse du carter de transmission 2. 30 Dans le carter de moteur 1, est prévu un moteur universel 7 monté dans un manchon 6 en matière plastique. Ce moteur se compose d'un paquet de tôles de stator 8 portant un enroulement de stator 9 ainsi que d'un rotor 10 qui est fixé en même temps qu'un collecteur 11 et un ventilateur 12 sur un ar-35 bre 13• Du côté collecteur, le manchon 6 en matière plastique est agencé sous forme d'un bouclier de palier 14 dans lequel est bloqué par injection un fourreau 15 en acier. Ce fourreau en acier comporte une surface, intérieure cylindrique 16 et, 40 du côté opposé au rotor, une collerette 17 recourbée vers l'in- 69 40546 2035928 térieur. Contre la collerette 17 vient s'appliquer un embrèvement 18 ménagé dans la surface cylindrique intérieure l6. La partie du'fourreau 15 qui est tournée vers le rotor est réalisée sous forme d'un collet étroit 19 entourant l'arbre et parallèle à 5 l'axe* Une partie 20 tournant avec l'arbre 13 et de section droite en forme de U s'accroche sur le collet 19 immobile du fourreau en acier et constitue avec celui-ci un joint d'étanchéité 21 en labyr.inthe. Dans la surface intérieure cylindrique l6 du fourr«au 15» est prévue une douille cylindrique 22 en caout- 10 chouc résistant aux huiles et aux graisses, cette douille comportant un trou central 23 et une collerette extérieure 2k sur son côté frontal opposé au rotor. Cette collerette extérieure s'accroche d$ns 1'embrèvement 18 du fourreau 15 en acier et elle bloque par conjugaison de formes la douille en caoutchouc 15 par rapport au fourreau en acier. Dans le trou 23 de la douille 22 en caoutchouc, est prévu un roulement à billes 25 qui s'appuie par la surface intérieure de sa bague intérieure sur l'aitore 13» Le diamètre de la surface extérieure de la bague extérieure du roulement 25 est légèrement supérieur au diamètre 20 intérieur de la collerette intérieure 17 du fourreau 15. En conséquence, la bague extérieure du roulement à billes 25 peut s'appuyer axialement contre la collerette 17 du fourreau 15 en acier. Du côté de la poignée et en avant du fourreau 15 et de l'extrémité de l'arbre 13, le bouclier de palier l4 du fourreau 25 6 en matière plastique est fermé. Ainsi, le roulement à billes 25 est logé avec protection dans un volume fermé du côté de la poignée par le bouclier de palier 14 et du côté du collecteur par le joint en labyrinthe 21. Du côté transmission, le fourreau 6 en matière 30 plastique est obturé peur une paroi déflectrice d'air 27 munie d'un trou central 26 et séparant» la chambre du moteur de la ✓ chambre occupée par le ventilateur 12. Entre le carter de moteur 1 et le carter de transmission 2, est prévue une paroi 28 en matière plastique dont l'étanchéité par rapport au carter de 35 transmission est assurée par une bague torique 29. La paroi 28 comporte un évidement 30 orienté suivant l'axe du moteur et dans lequel est bloqué par injection un fourreau 31 en acier. Ce fourreau 31 comporte une surface intérieure cylindrique 32 , dans laquelle est ménagé un embrèvement 33 situé du côté moteur. 40 Du côté transmission, le fourreau comporte une collerette inté 69 40546 6 2035928 rieure 34 dirigée vers l'axe. Dans 1'évidement 30 de la paroi 28 est prévue du côté transmission une collerette 35 orientée en direction de l'axe. Dans cette collerette est emmanchée, à parti du côté moteur, une bague coudée 36 fabriquée en tôle d'acier 5 et dont la branche dirigée vers l'axe constitue,-en coopération avec une partie de la collerette 35, une rainure 37 ouverte en direction de l'axe et dans laquelle est logé un joint d'étanchéité 38 en feutre. Le joint d'étanchéité 38 s'appuie de façon glissante contre le moyeu 39 d'un pignon 40 qui est fixé sur 10 l'arbre de moteur 13 et il assure, par conséquent,, 1 ' étanché-ité de la chambre de transmission peu: rapport à la chambre de moteur. Dans la surface intérieure cylindrique 32 du fourreau 31 en acier, sont prévus deux disques 4l formant entre-15 toise et une douille cyXîndrxque 42 en caoutchouc résistant aux huiles et aux graisses. Cette douille comporte, à son extrémité tournée vers le ventilateur ou le moteur, une collerette extérieure 43 qui est engagée dans 1'embrèvement 33 du fourreau en acier. En avant de la collerette extérieure 43 de la douille 42 20 en caoutchouc, est prévue dans 1'embrèvement 33 urie bague d'arrêt 44 qui bloque,en coopération -avec la collerette 34 et avec conjugaison de fôrmejs, la douilXe en caoutchouc dans le sens axial. La douille en caoutchouc 42 -comporte un trou central 45 dans lequel est emmanché un roulement à billes 46°. Celui-ci 25 est monté par sa bague intérieure sur l'arbre 13* L'exemple décrit plus haut montre qu'avec la disposition précitée des douilles d'amortissement, des vibrations de l'arbre de rotor provoquées par des balourds et orientées perpendiculairement à l'axe de rotation ne peuvent pas être 30 transmises au carter ;. il est en outre à noter qu'on évite les tolérances serrées d'usinage du fourreau intérieur servant à recevoir un roulement à .billes" et qui est nécessaire dans des assemblages caoutchouc-métal de types connus et munis d'un fourreau intérieur dur ; enfin, l'exemple précité montre; que le 35 dispositif selon l'invention utilise des roulements du commerce et peut être monté et démbnté d'une manière simple. Par suite du rapport élevé entre la'largeur et l'épaisseur de paroi des fourreaux d'amortissement, un déplacement radial éventuel de l'arbre reste à l'intérieur de la tolérance admissible dans des 40 moteurs universels. 69 40546 7 2035928 L'insensibilité de la disposition décrite plus haut par rapport à des défauts d'alignement et à des défauts d'inclinaison des appuis de palier dans le carter correspond aux avantages qui sont généralement obtenus avec des supports de palier 5 élastiqueso A la différence de l'exemple représenté, les fourreaux d'amortissement 22 et 42 peuvent également être montés directement dans le bouclier de palier ou dans la paroi séparatrice Egalement, l'agencement du carter de moteur et du cafter de trans 10 mission, la disposition du moteur dans un fourreau en matière plastique particulier et monté à l'intérieur du carter métallique du moteur, et l'agencement de la paroi séparatrice entre le carter de moteur et le carter de transmission ne font pas partie de l'invention ; ces structures peuvent être agencées différemment 15 sans changer l'objet de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 40546 8 2035928 REVENDICATIONS 1°) Outil électrique portatif, du type comportant notamment un moteur universel rapide dont l'arbre de rotor est monté dans des roulements à billes, les paliers de 1/arbre de 5 rotor étant montés dans le carter à l'aide de pièces intercalaires formées d'un matériau amortissant les vibrations, outil caractérisé en ce que les paliers de l'arbre de rotor sont réalisés sous forme de roulements à billes classiques, sont placés directement dans les pièces intercalaires amortissant les vibra-10 tions et sont reliés à celles-ci par frottement tout en étant bloqués axialement avec conjugaison de formes par des parties reliées au carter. , 2°) Outil électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces intercalaires sont bloquées 15 dans le sens périphérique par friction et dans le sens axial par conjugaison de formes dans le carter ou bien dans des parties reliées à ce dernier. 3°) Outil électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les pièces inter-20 calaires sont constituées des pièces de forme. 4°) Outil éietcrique suivant l'une quelconque des revendications lou2, caractérisé en ce que les pièces intercalaires sont réalisées sous forme de tronçon de tuyau souple* 5°) Outil électrique suivant l'une quelconque des 25 revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que les pièces intercalaires sont constituées d'une matière élastomère résistant aux huiles et aux graisses. 6°) Outil électrique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à. 5 > caractérisé en ce que les pièces in-30 tercalaires comportent une épaisseur de paroi conprise. entre 1 et 4 mm et de préférence entre 1,5 et 2,5 mm. 7°) Outil électrique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce que les pièces intercalaires présentent une tolérance d'épaisseur de paroi de 10 % 35 au maximum, de préférence de 5 % au maximum. 8°) Outil électrique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 7j caractérisé en ce que les pièces intercalaires sont réalisées en un seul élément.