Brevet FR2287973A1 — publié le 19760514

La présente invention se rapporte aux scies à chaine portatives habituellement appelées tronçonneuses et qu'on de signera dans 1a suite par ce terme pour simplifier l'exposé. L'invention se rapporte plus particulièrement I un appareil de sécurité destiné à ré- duire le risque de blessures de l'utilisateur d'une tronçonneuse par la chaîne coupante de cette dernière. En général, les tronçonneuses portatives comprennent un carter portant le moteur, une barre de coupe ou barre support de chaîne qui fait saillie sur le carter vers Lavant et une chaine coupante entraînée par le moteur et qui circule en circuit fermé autour de la barre de coupe. La tronçonneuse est destinée à hêtre tenue à deux mains par l'utilisateur.Normalement, l'utilisateur tient d'une main une poignée de préhension montee sur le carter tandis que de l'autre main il tient une poignée de commande portée par le carter pour actionner un mécanisme d'accélérateur à gachette. Dans certains cas d'utilisation, la tronçonneuse peut rencontrer une résistance qui provoque un relèvement brusque de la barre de coupe que l'on appelle habituellement un "choc en retour". Sous l'effet de ce choc en retour, la main de l'utilisateur peut glisser de la poignée et se rapprocher de la chaîne, ou encore, la chaîne peut effectuer un mouvement brusque vers le bras ou la poitrine de 1' utilisateur. On estime qu'environ 60 % de tous les accidents de tronçonneuse sont directement ou indirectement attribuables à ce phénomène de choc en retour. Dans d'autres cas d'application dans lesquels l'utilisateur exerce sur la poignée de préhension une pression dirigée vers le bas et vers 1' avant, la main de l'utilisateur peut glisser de la poignée et avancer vers la chaîne. L'expérience montre que, si la main de l'utilisateur entre accidentellement en contact avec la chaîne coupante qui est en mouvement de défilement rapide, elle risque d'être gravement mutilée et/ ou coupée. Pour éviter ces accidents, on a déjà proposé antérieurement diverses solutions qui ont considérablement amélioré la sécurité des tronçonneuses. Ces propositions sont décrites dans les brevets des Etats Unis d'Amérique NO 3 739 475, 3 793 727 et 3 839 795. Toutefois, les perfectionnements considérables que représentent ces in ventions laissent encore place pour d'autres perfectionnements de la technique. D'autres solutions pour la sécurité des tronçonneuses ont été proposées, par exemple dans les brevets des Etats Unis d'Amérique NO 3 776 331, 3 664 390, 3.361 165, 2 610 657 et dans le brevet Britannique NO 1 351 546. Un grand nombre des solutions qui ont été proposées à propos des mécanismes de sécurité pour tronçonneuses comprennent des dispositifs de freinage qui sont malheureusement incapables d'exercer des forces de freinage suffisantes pour arrêter la chaîne coupante assez rapidement. Par ailleurs, les dispositifs de sécurité proposés comportent un grand nombre d'organes mécaniques ou des agencements relativement compliqués qui, non seulement, sont plus coûteux à monter et plus facilement sujets aux pannes mais, par ailleurs, occupent un trop grand espace sur le carter de la machine. I1 convient de remarquer à ce propos que les conditions de poids et de dimensions imposées aux tronçonneuses portatives exigent que le dispositif de sécurité soit efficace mais qu'il ne comporte cependant qu' un petit nombre de pièces, ces pièces devant par ailleurs pouvoir être disposées suivant un agencement de forme ramassée. Un grand nombre des solutions de sécurité proposées antérieurement exigent que l'utilisateur tienne continuellement un levier de manoeuvre en position rétractée pendant le fonctionnement de la tron çonneuse pour empêcher le frein de sécurité de se serrer. I1 est évident qu'un tel agencement limite considérablement la liberté de manoeuvre de l'utilisateur puisque ce dernier est contraint des saisir la tronçonneuse d'une façon appropriée pour rétracter le levier. Pour porter au maximum l'efficacité et la commodité d'un dispositif de sécurité pour tronçonneuse, il serait souhaitable de prévoir un dispositif de freinage pour tronçonneuse qui soit capable d'exercer à chaque fois une force de freinage importante et à peu près constante, dont l'intensité soit pratiquement indépendante du mode d'actionnement. Par ailleurs, ce dispositif de freinage doit être d'une construction simple et compacte de manière à ne présenter que le minimum de risques de panne et de manière à n'occuper que peu de place sur le carter de la tronçonneuse. Le principal but de l'invention est donc d'atténuer ou de supprimer les difficultés indiquées plus haut. L'invention a encore pour buts de réaliser un dispositif de freinage pour tronçonneuse qui soit capable d'arrêter rapidement et efficacement la chaine coupante d'une tronçonneuse en réponse à la détection d'une situation dangereuse; qui soit d'une construction simple et compacte; qui donne à l'utilisateur une grande liberté de manoeuvre pour porter et guider la tronçonneuse; qui réponde à l'attaque par la main ou le bras de l'utilisateur d'un levier détecteur en appliquant une force de freinage d'une valeur pratiquement constante et indépendante de la force avec laquelle l'utilisateur attaque le levier détecteur, et qui soit à action rapide et puisse être réarmé commodément. A cet effet l'invention a pour objet une tronçonneuse portative qui comprend un carter; une poignée de préhension montée sur le carter; un moteur porté par le carter; une chaîne coupante; une barre support de chaîne qui fait saillie sur le carter vers l'avant pour porter la chaîne de façon que celle-ci effectue un mouvement de défilement en circuit fermé; un mécanisme de transmission de la rotation relié au moteur pour entraîner la chaîne; et un dispositif de freinage de sécurité pour arrêter la chaine. Ce dispositif de freinage comprend un bras détecteur articulé sur le carter pour décrire un,mouvement de basculement. Une partie de ce bras détecteur est située en avant de la poignée de préhension lorsque la tronçonneuse est en position de fonctionnement et est agencée pour être basculée lorsque cette partie est heurtée par le bras ou la main de l'utilisateur.Le dispositif de sécurité comprend encore une bande de frein souple dont une première extrémité est ancrée sur le carter tandis que' sa deuxième extrémité est reliée au bras détecteur pour accompagner les mouvements de ce dernier. L'agencement est tel que lorsque le bras détecteur bascules il amène la bande de frein en position de freinage par frottement par rapport au mécanisme de transmission pour arrêter la chaîne coupante. Des moyens de commande de frei- nage a plusieurs phases sont couplés au bras détecteur - Ces moyens de commande résistent au mouvement de basculement du bras détecteur pendant une première phase de la commande et font positivement basculer ce bras détecteur pendant une deuxième phase de la commande, en réponse à l'attaque de ce bras détecteur par un bras ou une main de l'utilisateur, pour amener la bande de frein en position relative relative de freinage par' - au micrlSme de transmissica? et pour arrêter la la chaîne coupante. Les moyens de commande à plusieurs phases comprennent de préférence un ressort hélicoidal qui pousse constamment le bras détecteur dans le sens du basculement qui provoque le freinage du mécanisme de transmission, et un verrou monté sur le carter est destine à résister au mouvement de basculement du bras détecteur. Ce verrou peut prendre une position de déverrouillage en réponse à l'attaque du bras détecteur par le bras ou la main de l'utilisateur et laisser alors le ressort hélicoldal pousser le bras détecteur vers sa position de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple. - la Fig. 1 est une vue en élévation de côté d'une partie d' une tronçonneuse suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue avant du carter de cette tronçonneuse, - la Fig. 3 est une vue de côté du dispositif de freinage de sécurité incorporé à la tronçonneuse et supposé en position de repos; - la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig.3 mais sur laquelle le dispositif de freinage est supposé en position de freinage; - la Fig. 5 est une vue partielle en coupe du carter de la tronçonneuse, prise suivant la ligne 5-5 de la Fig.3; - la Fig. 6 est une vue partielle en coupe du carter de la tronçonneuse prise suivant la ligne 6-6 de la Fig.3. La Fig. 1 décrit une forme préférée de réalisation d'une tron çonneuse portative suivant l'invention. Cette tronçonneuse 10 comprend un carter 12 qui porte un moteur à combustion interne de la fa çon classique. Le carter 12 comprend une poignée de commande 14 montée à sa partie arrière et une poignée de préhension 16 montée dans la région de sa partie avant. La-poignée de préhension comprend ellemême une partie supérieure 20 et des parties latérales 18 et 22 (voir Fig.2). Une barre de coupe ou barre support de chaîne 24 fait saillie sur le carter 22 vers l'avant et supporte une chaîne coupante 26 de manière que cette chaîne circule en circuit fermé le long de la périphérie de la barre. La chaîne est entraînée par le moteur à combus tion interne par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission approprié. Ce mécanisme de transmission ne fait pas partie de l'invention et l'on peut utiliser n'importe quel mécanisme de transmission classique approprié pour cette application comme, par exemple l'un des mécanismes décrits dans les brevets des Etats Unis d'Amérique N 2 947 399, 3 385 411 et 3 425 411. Habituellement, ce mécanisme de transmission comprend une roue à chaîne qui est entraînée par l'arbre du moteur qui est embrassée par une chaîne coupante 26. La rotation de la roue à chaîne entraîne la chaîne coupante en circuit ferme le long de la périphérie de la barre de coupe. Pour se servir de la tronçonneuse 10, l'utilisateur saisit normalement la poignée de commande 14 d'une main et la poignée de préhension 16 de l'autre. La poignée 16 sert principalement à manipuler la tronçonneuse et a exercer une pression, tandis que la poignée de commande 14 est utilisée pour stabiliser la tronçonneuse et pour régler la vitesse de la chaîne coupante par action sur une gachette d'accélérateur 28. L 'utilisateur peut saisir la poignée 16 en divers poins de cette dernière pour orienter convenablement la chaîne. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le phénomène de choc en retour peut se produire sans avertissement et constitue un danger pour l'utilisateur. En vue de réduire ce danger, l'invention prévoit un dispositif de sécurité. Dans sa forme de réalisation préférée, ce dispositif de sécurité comprend un bras détecteur 30 qui est articulé sur le carter pour pouvoir décrire un mouvement de basculement. Ce bras détecteur est un élément présentant la forme générale d'un U inversé (voir Fig.2) qui comprend des parties latérales 32, 34 à peu près verticales et une partie supérieure horizontale 36. L'une 32 des parties latérales est articulée sur le carter par un axe 38, de telle sorte que le bras détecteur se trouve placé en avant de la poignée 16. L'autre partie latérale,34, comprend de préférence une portion 39 qui est également articulée sur le carter et une portion 41 qui recouvre la majeure partie de la partie latérale 22 de la poignée de préhension 16. En bref, le bras détecteur 30 est agencé pour se placer entre la poignée 16 et la chaîne coupante 26 de manière à être heurté par le bras ou la main de l'utilisateur si ce bras ou cette main tend à se rapprocher trop de la chaîne coupante. Ce type de situation dangereuse peut se présenter, par exemple, si la main de l'utilisateur glisse de la poignée 16 ou si la tronçonneuse se relève sans qu'on sty attende. En tout cas, il est facile de se rendre compte que le bras détecteur est de forme appropriée pour basculer vers l'avant s'il est heurté par le bras ou la main de l'utilisateur. Au bras détecteur 30 est relié un frein comprenant essentiellement une bande de frein souple 40 (Fig.3) qui est ancrée à une extrémité sur le carter 12, par exemple par une cheville 40 L'autre extrémité de la bande, qui forme une boucle 41, est fixée à un bras de manivelle 42 solidaire du bras détecteur 30. A ce propos, il convient de remarquer que l'axe d'articulation 38 du bras détecteur 30 comprend un tube 43 qui tourne avec le bras détecteur et qui traverse un trou circulaire du carter 12 de manière à pouvoir tourner dans ce dernier. Une vis 43' fixe le tube 43 au carter 12. Le bras de manivelle 42 est fixé au tube 43 pour tourner solidairement avec ce dernier. Une broche 44 traverse le bras de manivelle et reçoit les branches de la fourche formée par la boucle 41 de l'extrémité de la bande de frein. La bande de frein 40 est enroulée autour de la surface périphérique d'un tambour de frein 45. Ce tambour 45 constitue un élément rotatif qui est couplé au mécanisme de transmission de la tron çonneuse, de sorte que les forces de freinage qui sont appliquées au tambour ralentissent la chaîne coupante. Par exemple, le tambour 45 peut être couplé à un arbre 45' entraîné par le moteur ou à la roue dentée qui entraîne la chaîne coupante. En variante, dans les cas ou l'on utilise un embrayage centrifuge tel que l'un de ceux décrits dans les brevets 2 947 399, 3 385 411 et 3 425 411, la cloche de l'embrayage peut avantageusement être utilisée comme tambour de frein. En tout cas, lorsque le moteur de la tronçonneuse et son mécanisme de transmission entraînent la chaîne, le tambour 45 est éga- lement entraîné en rotation. Si une force de freinage est appliquée au tambour 45, cette force est transmise d'une façon propre à freiner la chaîne coupante. Toutefois, il convient de remarquer que, dans les conditions normales de fonctionnement, le tambour de frein tourne librement et ne gêne aucunement le mécanisme de transmission, pas plus qu'il n'impose de limitation à l'espace disponible pour ce mécanisme de transmission. Le bras détecteur 30 peut basculer entre une position de repos (Fig.3), qui constitue sa position normale de fonctionnement,et une position de freinage dans laquelle il est basculé vers l'avant. Dans la position de repos du bras détecteur, la bande 40 du frein occupe une position de repos dans laquelle elle entoure le tambour 45 avec jeu, de sorte qu'elle n'exerce pas de force de freinage. Dans la position de freinage du bras détecteur, la bande 40 du frein occupe sa position de freinage, c'est-a-dire qu'elle est serrée autour du tambour 45. Dans ce cas, la bande du frein frotte sur le mécanisme de transmission pour freiner et arrêter la chaîne coupante. La bande de frein constitue un élément de freinage extrêmement efficace pour une tronçonneuse en ce sens qu'étant souple, elle est capable de s'appliquer sur une partie importante de la périphérie du tambour pour y exercer des forces de frottement. Suivant l'invention, un mécanisme de commande du frein est prévu pour résister au mouvement de basculement du bras détecteur pendant une première phase de la commande et pour faire basculer positivement ce bras vers l'avant pendant une deuxième phase. Le mécanisme de commande du frein comprend de préférence un ressort de compression hélicoïdal 46 qui exerce constamment sur le bras détecteur 30 une force de basculement vers l'avant. Le ressort 46 est retenu comprimé entre un épaulement 48 du carter 12 (Fig.3) et un bossage latéral 50 du bras détecteur. Pour maintenir le ressort 46 et le retenir dans sa position de compression, une tringle 52 est enfilée dans les spires de ce ressort. Une extrémité de la tringle est ancrée au bossage 50 par une vis 54. L'autre extrémité de la tringle traverse un trou de guidage 56 ménagé dans le carter 12. Grâce à cet agencement, la tringle reste logée dans le ressort 46 et peut librement accompagner les mouvements du bras détecteur 30. Pour empêcher le bras détecteur d'avancer, le mécanisme comprend un verrou 60. Ce verrou 60 comprend essentiellement une lame métallique dont une extrémité est ancrée sur le carter 12. L'autre extrémité, ou extrémité libre, du verrou 60 est coudée pour former une poche 62. Cette poche 62 est de forme appropriée pour recevoir et retenir une partie 63 à nez arrondi du bossage 50 (Fig.3). Le verrou résiste donc à l'avancée du bras détecteur 30 pendant une première phase de la commande du dispositif de freinage. Si le bras détecteur 30 subit une sollicitation suffisamment forte, telle celle qu' il subit lorsqu'il est heurté par le bras ou la main de l1utilisa- teur, le bossage 50 fait passer le verrou 60 d'une position de verrouillage à une position de déverrouillage (Fig.4).Lorsque le bras détecteur est déverrouillé, il peut être poussé vers l'avant par le ressort de compression 46 pendant la deuxième phase de la commande. Le verrou 60 présente une languette de réarmement 64 qui fait saillie en avant de la poche 62. Lorsque le bras détecteur avance pour prendre sa position de freinage, le bossage 50 glisse sous la languette 64 et maintient ainsi le verrou en position relevée. De cette façon, pour réarmer le bras détecteur, il suffit de le tirer manuellement vers l'arrière de manière que le bossage 50 s'engage à nouveau dans la poche 62 et que le verrou 60 revienne en position de verrouillage. Un capot 66 peut éventuellement être prévu au-dessus du dis positif de freinage pour en protéger les organes. On décrira maintenant le perfectionnement du dispositif de sécurité suivant l'invention. Pour utiliser la tronçonneuse 10, l'utilisateur porte et manoeuvre le carter en saisissant la poignée de commande 14 et la poignée de préhention 16. Le bras détecteur 30 est normalement retenu dans sa position de repos par le verrou 60 (Fig.3). Ce verrou 60 résiste aux forces qui sont continuellement appliquées au bras détecteur de l'arrière vers l'avant par le ressort de compression 46. Si la barre de coupe se relève brusquement vers la poitrine de l'utilisateur ou encore si la main de l'utilisateur glisse de la poignée de préhension 16, de sorte que le bras ou la main de l'utilisateur s'approche trop près de la chaîne coupante 26, le bras détecteur 30 est heurté et poussé vers l'avant.Lorsque ceci se produit, le verrou 60 se relève en position de déverrouillage, de sorte que le bras 30 peut basculer vers l'avant sous l'action du ressort hélicoïdal de compression 46 (Fig.4); la bande 40 du frein se serre alors autour de la périphérie du tambour 45 et la chaîne coupante est rapidement arrêtée. Il est visible que, lorsque la chaîne coupante a été arrêtée et que l'utilisateur saisit à nouveau fermement la poignée de préhension 16, il peut remettre la tronçonneuse en marche en tirant manuellement le bras détecteur 30 en arrière. Dans cette manoeuvre, le bossage 50 glisse le long de la languette de réarmement 64 et s'engage a nouveau dans la-poche 62. Sous cet effet, la bande 40 est relâchée et s'écarte du tambour 45 et, d'autre part, le bras détecteur 30 est réarmé (Fig.3). On donnera ci-après un résumé des principaux avantages de l'invention ainsi qu'un bref rappel de son domaine. il ressort clairement de la description donne ci-dessus que le dispositif de freinage de sécurité suivant l'invention assure un arrêt rapide de la chaîne coupante tout en donnant à l'utilisateur une grande liberté pour saisir et manipuler la tronçonneuse en plusieurs points. C'est-à-dire que l'utilisateur peut saisir la poignée de préhension pratiquement en n'importe quel point et rester cependant protégé par le bras détecteur puisque ce dernier couvre les points critiques de cette poignée. Le frein est normalement maintenu dans sa position desserrée et il est rapidement amené à sa position de freinage par un mécanisme générateur de force qui ne comporte qu'un petit nombre d'éléments et qui n'occupe que peu d'espace sur le carter. Par conséquent, le dispositif n'est pas sujet aux pannes et il n'ajoute à la tronçonneuse qu'un très faible accroissement de coût, de poids et de dimensions. Ceci est démontré par le fait que le dispositif de freinage de sécurité suivant l'invention n'exige qu'un ressort, plus précisément le ressort hélicoldal de compression qui tend à placer le bras détecteur et la bande du frein dans la position de freinage. L'utilisation d'une bande dc freinage souple est très avantageuse du fait qu'elle garantit que les forces de frottement s > exer- cent sur une partie importante de la périphérie du tambour de frein. Le dispositif de sécurité suivant l'invention peut être commodément réarmé après avoir été mis en action, de sorte que la perte de temps de travail est minime. REVENDICATIONS 1. Tronçonneuse portative comprenant 11j carte une poignée de préhension montée sur le carter ; un moteur porte par le carter ; une chaîne coupante ; une barre porte-chalne qui fait saillie sur le carter vers l'avant et est destinee à porter la chaine coupante de façon gue celle-ci circule en circuit fermé; des moyens de transmission de la rotation pour entraîner la chaîne coupante ; et des moyens de freinage de sécurité capables d'arrêter la chaîne coupante ; cette tronçonneuse étant caractérisée en ce que les moyens de sécurité comprennent : (a) un bras détecteur (30) monté sur le carter dans la région adjacente à la poignée de préhension et agencé pour basculer lorsqu'il est attaqué par le bras ou la main de l'utilisateur de la tronçonneuse (b) une bande de frein souple (40) dont une première extrémité est ancrée sur le carter tandis que sa deuxième extrémité est couplée au bras détecteur et capable d'accompagner les mouvements de ce bras de manière que, lorsque ce bras est basculé, il amène la bande de frein en position de freinage par frottement par rapport aux moyens de transmission de la rotation pour arrêter la chaîne coupante ; et (c) des moyens de commande de freinage à plusieurs phases comprenant d'une part un ressort (46) qui sollicite continuellement le bras detecteur dans le sens tendant > le faire basculer pour freiner les moyens de transmission de la rotation ; et d'autre part un verrou (60) pcur retenir de façon relâchable le bras détecteur, ce verrou comportant une lame ayant une première et une seconde extrémités, la première extrémité étant fixée au carter et la seconde extrémité étant conformée de façon à recevoir de façon élastique un bossage (50) solidaire du bras détecteur de manière à résister normalement au mouvement vers l'avant de ce bras et à être fléchie en réponse à l'attaque de ce bras par le bras ou la main de l'utilisateur de la tronçonneuse 'pour libérer le bras détecteur et permettre au ressort d' amener la bande de frein en position de freinage par rapport auxdits moyens de transmission de la rotation. 2. Tronçonneuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande de freinage à plusieurs phases comprennent des moyens de sollicitation (46) agencés pour agir directement sur le-bras détecteur. 3. Tronçonneuse suivant la revendidation 1, caractérisée en ce que ledit ressort est un ressort hélicoïdal. 4. Tronçonneuse suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit ressort hélicoïdal est un ressort de compression. 5. Tronçonneuse suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une tringle (52) reliée au bras détecteur et qui traverse un trou de guidage (56) ménagé dans le carter, ledit ressort hélicoïdal de compression (46) entourant ladite tringle et étant comprimé entre le bossage (50) solidaire dudit bras détecteur et un épaulement de butée (48) solidaire du carter. 6. Tronçonneuse suivant la revendication 5, caractérise en ce que le verrou comprend une poche (62) destinée à s'emboîter sur ledit bossage (50) solidaire du bras détecteur lorsque ce bras détecteur est en position de repos. 7. Tronçonneuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ladite deuxième extrémité de la bande de frein est reliée à une broche (44) fixée à un bras de manivelle (42) solidaire du bras détecteur.