Brevet FR2179539A1 — publié le 19731123

La présente invention concerne les appareils électriques "sans cordon". L'utilisation préférée mais non exclusive de l'invention concerne les appareils ménagers, par exemple pour la préparatif des aliments pour laquelle le mélange, le déchiquetage, le découpage, le hachage et des opérations analogues sont nécessaires. La présente invention a par suite pour objet un appareil électrique comportant un moteur électrique et un accumulateur connecté au moteur, l'appareil étant adapté pour permettre le montage d'au moins un outil choisi devant être entrarné par le moteur. L'appareil peut comporter une tette perte-outil comportant un dispositif pour recevoir un ou plusieurs outils de façon démontable. La batterie d'accumulateurs peut être montée dans un bloc pour batterie fixé de façon démontable au reste de l'appareil, et la tête porte-outil et le bloc de batterie, si les deux existent, peuvent être enfichés aux extrémités opposées du reste de l'appareil. Ce reste de l'appareil peut comporte une poignée sur laquelle peut être monté un interrupteur marche-arrêt pour la commande du moteur. L'appareil peut comporter un dispositif pour faire varier la vitesse de fonctionnement de l'outil, pour permettre par exemple différentes opérations culinaires. Cette variation peut être obtenue en faisant varier électriquement la vitesse du moteur ou en faisant varier la vitesse de fonctionnement de l'outil. Quand le dispositif de variation de la vitesse est un dispositif mécanique, il fait de préférence varier le rapport de transmission de puissance dans l'accouplement entre l'arbre du moteur et l'outil. Un dispositif peut être aussi prévu pour couper automatiquement le moteur ai celui-ci est surchargé. Dans ce but, la réaction du couple moteur peut être utilisée pour faire fonctionner l'interrupteur principal marchearrêt. Ce résultat peut être obtenu au moyen d'un élément saillant sur la carcasse du moteur ou sur une autre partie stationnaire du moteur qui,en cas de surcharge, est déplacé en sens opposé au sens de mouvement de l'induit du moteur. Ce mouvement par réaction de couple est utilisé, suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention,pour provoquer l'ouverture de l'interrupteur marche-arrêt, ou pour rendre inefficace un levier de commande de l'interrupteur qui, quand il est en position efficace, maintient le bouton basculant en position "marche". Un dispositif supplémentaire peut être prévu pour ranger le moteur et le bloc de batterie quand l'appareil n'est pas utilis. Ce dispositif rangement est de préférence adapté pour etre fixé contre un mur, et il comporte un chargeur pour la batterie, et il peut etre combiné de façon que, quand le moteur et le bloc batterie sont placés dans le dispositif de rangement, la batterie soit connectée automatiquement au chargeur. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure la est une vue schématique en élévation latérale du moteur, de la batterie et de la tete porte-outil d'un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure lb est une vue en élévation latérale du moteur et de la batterie placés dans un chargeur, selon un mcde de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2a est une coupe de l'interrupeur marche arrêt de l'appareil suivant ia ligne IIa-IIa de la figure 2c, - la figure 2b est une coupe transversale du bloc moteur montrant le dispositif de surcharge pour la protection du moteur, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2c est une coupe verticale du groupe moteur et du bloc de batterie connectés l'un h l'autre, - la figure 3a est une coupe d'une transmission à rapport variable de la tête porte-outil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 3b est une coupe verticale de la tête porte-outil montrant le dispositif de transmission et son dispositif de commande selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. L'appareil représenté peut être utilisé comme "mixeur' p3ur des aliments en utilisant un outil ou une tette porte-outil approprié . Il peut aussi étre utilisé pour d'autres opérations similaires, telles que le dEchi- quetage et le hachage, en utilisant aussi un outil ou une texte porte-outil approprié. L'appareil représenté sur les figures la et lb comporte trois unités 1) un bloc moteur A, 2) un bloc d'accumulateur électrique B, 3) une ou plusieurs têtes porte-outil C interchangeables. Un groupe chargeur D est utilisé pour ranger le moteur et la batterie quand ils ne sont pas utilisés. Le bloc moteur A comporte un moteur électrique à courant c-atinu basse tension monté dans un carter en matière plastique. Ce carter est muni sur un côté d'une poignée en matière plastique 10 dans laquelle est monté un interrupteur marche-arret 12 pour commander le moteur, le bouton basculant 13 de l'interrupteur étant positionné pour pouvoir être actionné avec le pouce par l'utilisateur. A une extrémité, le carter du moteur est muni de douilles de connexion 14 pour recevoir des broches de connexion 16 fixées sur le bloc accumulateur B. A l'autre extrémité, le carter du moteur est muni dE douilles de connexion 18 pour recevoir des broches de fixation 20 fixées sur chaque tête porte-outil, cette extrémité du carter comportant une ouverture centrale 22 pour le passage de l'arbore 24 du moteur. L'extrémité de l'arbre du moteur dépassant du carter est munie d'une tête è ergot 25 qui coopère avec une couronne dentée 25' de la tette porte-outil pour entrainer l'outil quand la tette est fixée au bloc moteur. Par exemple, dans le cas d'un outil tournant T, il peut être entrainé de la façon représentée sur les figures 3a et 3b par une vis sans fin 26 et un pignon de vis sans fin 27, un dispositif permettant de modifier la vitesse de rotation de la vis sans fin. Ce dispositif comporte deux roues à bords lisses 28 et 29 montées respectivement sur des roulements à billes 28' et 29' pour tourner autour d'un axe commun, ces roues étant espacées d'une distance un peu inférieure au diamètre d'une troisième roue 30 comportant une surface parallèle à l'axe commun, cette surface étant en contact à friction et à roulement avec les bords des deux autres roues. La roue 29 est venue de matière avec la couronne dentée 25'.La troisième roue 30 est montée sur un palier à billes 30' pour tourner librement autour d'une tige de montage et de réglage 32, un ressort 31 maintenant le contact entre la roue 30 et les deux roues 28 et 29. La position de la roue 30 peut être modifiée dans direction indiquée par la flèche de la figure 3a au moyen d'un bouton de réglage 33 dépassant au-dessus de la tête porte-outil, afin que le centre de la troisième roue 30 soit plus ou moins rapproché de l'une ou de l'autre des roues 28 et 29. Cette modification de la position est assurée par une came montée de façon excentrée sur la tige de montage supportant la roue 30 et le bouton 33 et qui déplace une monture coulissante sur laquelle sont montés les roulements à billes 28' et 29'. Parmi ces trois roues, la roue 29 est ainsi la roue d'entrée et la roue 28 la roue de sortie pour un changement de vitesse à variation continue dont le rapport de transmission est notifié du fait du déplacement de la troisième roue 30 parallèlement à l'axe commun en restant en contact à friction continuellement afin qu'elle roule sur les bords des deux roues 28 et 29. La roue d'entrée 29 est accouplée au moteur par la tête à ergot 25 et la couronne dentée 25' quand la tette porte-outil est enfichée sur le bloc moteur, et la roue de sortie 28 est solidaire de la vis sans fin 26 ou bien, en variante, au premier élément d'un train dtengrenages entraînant l'outil.Le rapport de réduction du changement de vitesse è variation continue peut varier entre 1 et 1 Dans la pratique, la plage totale des rapports de réduction, y compris la reduction résultant de h vis sans fin 26, peut varier entre 1/8 et 1/24, éventuellement sur un certain nombre de pas étalonnés, chaque position convenant pour une opération culinaire d'un type particulier. Dans une tête porte-outil différente mais d'une façon générale semblable à celle repue sentée, la vis sans fin 26 entraîne aussi un second pignon de vis sans fin situé sur le c8t6 opposé par rapport d celui du premier pignon de vis sans fin 27, pour entrainer un second outil tournant parallèle è l'outil T. Ainsi qu'il apparat sur les figures 2b et 2c, le moteur 35 est monté dans le bloc moteur A par un tourillon de montage 36 à chaque extrémité du moteur, ces tourillons étant engagés dans des douilles cylindriques 37 en polyamide et ces douilles étant fixées aux parois du carter. Le moteur peut ainsi tourner librement unitairement quand il est soumis d une contrainte de la façon indiquée ci-après. L'interrupteur marche-arrtt 12 pour le moteur 35 est un ensemble à lames de ressort comportant une branche de commande 38 et une autre branche 39, qui, quand l'interrupteur est en position "marche" de la façon représentée sur les figures 2a et 2b, est en contact sur un contact fixe isolé 40. L'élasticité de la branche 39 repousse cette branche à partir du contact 40, mais quand l'interrupteur est placé en position "marche", le poussoir en V 41 du bouton basculant dépasse la nervure 42 de la branche 38 afin que les deux branches restent dans les positions représentées.Quand l'interrupteur est en position "arrett', le poussoir en V 41 repousse la branche 38 èt passe au-delà de la rainure 42 et l'élasticité dela branche 39 provoque sa séparation du contact 40. Cet interrupteur est ainsi un interrupteur bistable. Une tige ou poussoir 43 est fixé à la carcasse du moteur à caté de la partie inférieure de la branche 38. Si le moteur est surchargé, la carcasse a tendance à tourner dans le sens indiqué par l'a flèche 44 en réaction par rapport au couple de l'induit. Dans ce cas, le poussoir 43 pousse la branche 38 pour déplacer lanervure 42 pour l'éloigner du poussoir en Y 41 afin que l'interrupteur puisse revenir en position "arreti'. L'inter- rupteur 12 reste ensuite en position "arrêt" Si le bouton basculant 13 n'est pas maintenu en position "marche" avec le pouce.Dans ce cas, l'interrupteur "marche-arret" 12,qui est normalement un interrupteur bistable, est converti en interrupteur monostable par le mouvement du poussoir 43 contre la branche 38 en cas de surcharge du moteur. Dans de nombreux cas, par exemple dans une cuisine, une opération culinaire peut surcharger le moteur dans une mesure non dangereuse pendant un temps relativement court. Dans ce cas, le poussoir 43 convertit l'interrupteur 12 en interrupteur monostable qui doit entre maintenu manuellement en position "marche" et qui ouvre son contact quand son bouton est relâché. Le bloc chargeur et de rangement D (figure lb) comprend un plateau en forme de sabot 45 dont le côté arrière peut entre fixé 8 un mur. La partie d'extrémité supérieure 47 du plateau 45 contient un chargeur, c'est-à-dire un ensemble transformateur-redresseur-filtre. La paroi d'extrémité 48 du plateau 45 est munie de deux ressorts de contact intérieurs 50 qui sont connectés à la sortie pour le courant continu du chargeur contenu dans la partie d'extrémité 47. La hauteur des deux parois latérales 52 du plateau peut décroître de l'extrémité comportant le chargeur vers la paroi comportant les contacts, de la façon représentée, pour faciliter l'entrée du groupe moteur et du groupe accumulateur A et B dans le chargeurD et la sortie de ces groupes. Le bloc accumulateur B contient plusieurs accumulateurs au cadmium-nickel, par exemple six accumulateurs de 1,2 volt montés dans une botte en matière plastique qui est munie des broches de connexion 16 à une extrémité pour l'enfichage dans les douilles du bloc moteur, et la boîte comporte de plus des contacts 54 sur la paroi opposée pour venir en contact avec les ressorts de contact 50 du chargeur D. Tl est préférable de prévoir des dispositifs convenables pour verrouiller les blocs assemblés les uns aux autres. Des dispositifs sont représentés sur la figure 2c, chacun comportant un bouton 56 traversant le fond 58 du carter du moteur. Quand une pression est exercée sur le bouton, le bouton déplace une plaque 60 correspondante chargée par un ressort et positionnée par la douille en polyamide 37 associée transversalement au carter du bloc moteur.Chaque plaque 60 comporte un trou en forme de trou pour clé de serrure concordant avec les douilles 18 ou 14 suivant le cas (figure 14 Quand un bouton 56 est poussé, sa plaque est déplacée en opposition A l'action d'un ressort pour que la partie ronde du trou concorde avec la douille 14 ou 18 correspondante pour permettre le passage des broches 16 ou 20 correspondantes. Chaque broche comporte une rainure circulaire 62 de façon que, quand le bouton 56 est relâché, la plaque 60 revienne sous l'action de son ressort jusqu' ce que les parties étroites soient engagées dans les rainures 62. Les broches et la plaque sont alors verrouillées les unes aux autres dans le sens axial, mais les broches peuvent être libérées en exerçant une pression sur le bouton 56 correspondant. Les différentes têtes porte-outil interchangeables C peuvent être munies d'outils de différents types. Quand une tête porte-outil entraîne par exemple des outils rotatifs, différents outils rotatifs tels que des batteurs et des agitateurs peuvent être prévus pour etre moxés sur oette tàn porwtil. Toutes les enveloppes formant le carter du bloc moteur, la boite du bloc accumulateur et l'enveloppe de la tête porte-outil ainsi que le plateau du chargeur sont de préférence en matière plastique durable. Tous ces blocs ont de préférence la meme section transversale pour obtenir un appareil assemblé ayant une forme extérieure lisse esthétique. La poignée du bloc moteur est utilisée,non non seulement pour supporter l'appareil quand il est utilisé, mais aussi pour permettre la mise en place du bloc moteur et du bloc accumulateur dans le plateau du chargeur et pour l'enlèvement de ces blocs avec facilité. Quand l'appareil est destiné à être utilisé dans une cuisine, une trousse peut etre prévue pour contenir un groupe moteur, un groupe accumulateur, une tette porte-outil et un bloc chargeur et de rangement. La trousse peut aussi contenir plusieurs outils interchangeables et plusieurs têtes porte-outil. En ce qui concerne un appareil comportant un accumulateur rechargeable et en considérant le cas d'un mixeur de cuisine en particulier, il n'a pas été entièrement reconnu jusqu'ici que la plupart des opérations culinaires demandent seulement une puissance très faible, pourvu que cette puissance soit utilisée correctement par l'intermédiaire d'une transmission convenable. Ainsi, avec le changement de vitesse décrit ci-dessus, le moteur et l'accumulateur peuvent etre des blocs assez petits pouvant fonctionner avec une puissance électrique de l'ordre de 10 watts au lieu de la pui-ssance généralement admise de 100 à 150 watts et meme plus pour la moyenne des appareils électriques de cuisine. Ces derniers appareils sont rarement surchargés et le plus souvent ils ont une puissance de loin supérieure à celle nécessaire ou même désirable. Par contre, la combinaison à faible puissance peut supporter des surcharges relativement faibles pendant des périodes courtes et elle permet souvent une puissance supérieure à celle réellement utilisée. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut entre mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATiONS 1. Appareil électrique à moteur sans cordon de raccordement, caractérisé par un moteur électrique et une batterie d'accumulateurs connectée au moteur l'appareil étant combiné pour pouvoir être couplé à au moins un outil pour l'entraînement de l'outil par le moteur. 2. Appareil selon la revendicationl, caractérisé par une tete porte-outil pour recevoir au moins un outil fixé de façon amovible. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par un dispositif de transmission à vitesse variable entraîné par le moteur et produisant à la sortie un mouvement à vitesse variable. 4. Appareil selon revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la transmission à vitesse variable est incorporée dans la tête porte-outil. 5. Appareil selon revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la transmission à rapport de vitesse variable-comporte une première et une seconde roue montées pour pouvoir tourner, l'une étant couplée pour & re entraînée par l'arbre du moteur, et une troisième roue montée pour tourner et ayant une surface en contact à friction avec les bords de la premiere et de la seconde roue , la troisième roue pouvant etre déplacée par rapport à la première et à la seconde roue avec maintien de ce contact pour modifier le rapport de transmission entre la première et la seconde roue. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première et la seconde roue sont montées pour tourner autour d'un axe commun perpendiculaire à l'axe de rotation de la troisième roue. 7. Appareil selon revendication 1 ou 2, caractérisé par un dispositif pour faire varier électriquement la vitesse de rotation du moteur. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble du moteur peut tourner librement en réponse au couple de réaction de l'induit en cas de surcharge du moteur. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par un interrupteur marche-arrEt commandé manuellement entre le moteur et la batterie et par un dispositif couplant l'interrupteur et le moteur et combiné pour rendre l'interrupteur monostable en position "arrêt" en réponse à la rotation de l'ensemble du moteur. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'interrupteur comporte un bouton basculant, une branche de contact rappelée élastiquement vers la position "arrêt" et une branche de commande couplée au moteur pour être déplacée d'une position de repos vers laquelle elle est rappelée vers une seconde position quand l'ensemble du moteur tourne, la branche de commande coopérant seulement dans sa position de repos avec le bouton basculant pour rendre l'interrupteur bistable en surmontant le rappel de la branche de contact vers la position "arret" quand l'interrupteur est en position "marche". 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la branche de commande comporte une nervure et le bouton basculant une partie saillante formant un poussoir repoussé au-dessus de la nervure quand l'interrupteur passe en position "marche" et qui est maintenu dans cette position en opposition b réaction de rappel, le déplacement de la branche de commande a partir de la position de repos permettant au rappel élastique de faire repasser le poussoir du bouton au-dessus de la nervure. 12. Appareil selon revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la branche de contact et la branche de commande sont des lames de ressort 13. Appareil selon l'une quelconque des revendicatIons 10 à 12, caractérisé en ce que le bouton basculant est monté dans la poignée de l'appareil. 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la batterie d'accumulateurs est montée sous la forme d'un bloc accumulateur pouvant être détaché du reste de l'appareil. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le bloc accumulateur comporte plusieurs broches de connexion disposées pour être engagées dans des douilles de connexion correspondantes pour coupler mécaniquement et électriquement le bloc accumulateur au reste de 1 'appareil. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que chaque broche comporte une rainure circulaire, un dispositif mobile pouvant être engagé dans les rainures pour verrouiller le bloc accumulateur au reste de l'appareil. 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comporte une ouverture en forme de trou pour clé de serrure pour chaque broche de connexion, le dispositif étant rappel6 vers une position pour laquelle la partie étroite de chaque ouverture est engagée dans la rainure correspondante. 18. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 17, caractérisé en ce que la tête porte-outil pour le groupe accumulateurs est montée aux extrémités opposées du reste de l'appareil. 19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que la tete porte-outil, le bloc accumulateur et le reste de l'appareil forment un ensemble de section transversale uniforme. 20. Appareil selon llune quelconque des revendications 2 à 19, caractérisé par un chargeur combiné pour recevoir l'appareil après enlèvement de la tete porte-outil de façon que l'accumulateur soit connecté automatiquement au chargeur.