Brevet FR2357162A1 — publié le 19780203

La présente invention concerne les machines portatives a moteur pour faucher et debroussailler. On connaît de telles machines portatives a moteur qui sont généralement constituées par un groupe moteur a combustion interne a deux temps de poids réduit, une barre tubulaire de liaison de longueur variable munie de poignes de manutention, une tête de travail, le cas échéant interchangeable, qui porte une scie circulaire, une pioche ou encore un disque rotatif a dents de grande dimension, formant un moyen de fauchage ou de débroussaillage. I1 est, en outre, connu de faire fonctionner ces machines dans le cas du fauchage, avec un mouvement -de va-et-vient imprime par l'opérateur. La machine est alors utilisée en étant complètement portee par l'opérateur comme une faux lorsqu'on coupe de l'herbe Ces machines connues, prévues pour des- applications multiples, doivent être construites de façon essentiellement robuste, et donc massive, pour résister à des sollicitations importantes dans certaines applications determinees (par exemple en tant que pioche). Même lorsqu'on ne prévoit pas d'applications multiples, on constate que la machine, bien qu'elle apparaisse légère a première vue (par exemple 8-a 10 kg), se revole "lourde" après un examen attentif. Cela résulte du fait bien connu qu'un poids modéré est "leger" s'il est porte pendant une courte durée, mais que ce poids devient "lourd" s'il est porte pendant une longue durée. Par contre, un allegement excessif de la machine sans etude particulière et sans combinaison d'idées innovatrices s'est très vite révélé impossible. I1 en résulte que les paysans ou les utilisateurs de la machine préfèrent la faux qui est décidément plus "legere", même si elle fait appel a une plus grande energie de "fauchage" et si celleci nécessite des "affûtages" tres frequents au cours du fauchage. I1 est en outre connu que, dans les applications agricoles actuelles, une telle machine est utilisée principalement pour de petits travaux, en particulier dans les zones depourvues de routes d'accès ou en montagne ou aucun autre moyen de fauchage ne peut être mis en oeuvre. Mais, il est aussi bien connu que dans ces zones il faut parcourir de longs trajets a pied pour atteindre l'emplacement de travail. Un autre point, plus important, est qu'il faut "faucher" dans des conditions d'instabilite absolue, "en pente". Dans ce cas, la légèreté et la manoeuvrabilite deviennent des éléments déterminants de la mise en application. En outre, une telle machine trouve une application utile dans les zones en terrasses, entre les plantes et autour de celles-ci. I1 est donc necessaire que cette machine soit extrêmement manoeuvrable et permette d'effectuer le fauchage avec des amplitudes extrêmement variées s'étendant d'un maximum de 1800 a un minimum de quelques degrés, suivant la zone fauchee. En se basant sur les considerations qui precedent, un premier but de l'invention est de realiser une machine portative a moteur pour faucher et débroussailler du type indiqué et qui soit extrêmement I égêre. Un second but de l'invention est de rendre encore plus légère la partie mobile de la machine, afin de réduire les inerties affectant le mouvement de va-et-vient lors du fauchage. Un troisième but de l'invention est d'obtenir une construction parfaitement équilibrée de la machine pour que l'opérateur ne se fatigue pas. On connait, par ailleurs, des machines de fauchage d'herbe comportant une tête de travail munie de disques tournants entraînant des fils en rotation. La tête de travail est munie d'un organe de liaison a l'extrémité de la barre tubul-aire de la machine, cette barre portant interieurement un arbre coaxial cooperant avec l'organe de liaison de la tête munie d'une transmission qui entrain un disque monte pour tourner et portant plusieurs fils accrochés, généralement en matière plastique telle que du Nylon, ces fils tournant a grande vitesse et entant tendus en direction radiale par la force centrifuge de manière a couper l'herbe, c'est-a-dire a faucher. Les dispositifs connus de ce type sont caractérisés par l'insertion a l'intérieur du disque de bobines dont le nombre est égal a celui des fils qui sortent du disque, chaque bobine portant le fil correspondant enroule avec des moyens de serrage et de deserrage qui permettent de retirer ce fil du disque lorsqu'il est usé ou rompu. Ces machines ont pour inconvénient d'être très compliquées et très coûteuses. D'autres machines similaires comportent, pour les fils, des moyens d'accrochage compliqués et coûteux, ces moyens etant difficilement accessibles, ce qui fait que le remplacement des fils est peu pratique. La présente invention a donc encore pour but de réaliser une machine extrêmement simple et peu coûteuse, avec laquelle on puisse effectuer facilement et rapidement l'opération de remplacement des fils avec un accès facile pour cette opération. Un autre but de l'invention est d'utiliser des fils qui, pour la même matiere, présentent une plus grande résistance a l'usure et a la rupture. Ceci etant exposé, l'invention a pour objet une machine pour faucher et débroussailler, caractérisée en ce qu'elle est constituée par : - un moteur a deux temps extrêmement leger ayant une puissance de 1 CV environ avec une vitesse de rotation extrêmement elevée et un poids qui ne dépasse pas 2 Kgs enciron, - une barre de liaison tubulaire extrêmement legere qui contient un arbre de transmission rotatif reliant le moteur a la tête de travail, et qui présente un diamètre extérieur au plus égal a 30 mm et au moins égal a 20 mm, avec une longueur du centre du moteur au centre de la tete cette travail au moins égale a 1,5 m et au plus égale a 2 m, - une tête de travail formée par un bloc extrêmement léger reliant l'équipement de coupe a la barre et a l'arbre de transmission et portant le disque de coupe rotatif, la machine présentant un poids d'ensemble minimal en fonctionnement de 5 Kgs environ et un poids maximal avec accessoires de 6 Kgs environ. Conformément a la présente inventionS il est prévu que la machine présente un excès de poids sur la tête de travail,inferieur a 2 Kgs enciron, en position de travail inclinée. Des caractéristiques essentielles de: T 'invention resultent de l'adoption d'une barre tubulaire en alliage d'aluminium a haute resistance tel que l'un de ceux connus sous les marques ERGAL, DURALUMIN, .etc... ou en un autre alliage léger du type a haute résistance et extrêmement léger utilise en construction aéronautique. I1 en va de même pour les éléments du moteur et de la tête de travail, tandis que, pour les éléments de couverture, pour les poignes ou autres éléments dont la resistance est aisement contrôlée, on fait un large usage des matieres plastiques å haute résistance connues, telles que, par exemple, les résines a base de polyamides, de polypropylènes, etc.., ainsi que des matieres plastiques armes telles que, par exemple, les résines polyesters armees avec des fibres de verre. L'objectif principal de l'invention consiste a adopter un moteur a deux temps extrêmement léger dans lequel la puissance est obtenue a une vitesse de rotation élevée (supérieure a 6000 tours par minute), cette puissance étant voisine d'un cheval vapeur. Conformément a l'invention, on equipe de préférence la machine d'un moteur présentant les caracteristiques ci-dessus et dont le poids est au plus égal a 2 Kgs environ. Une autre caractéristique de la machine résulte de l'utilisation de coussinets auto-lubrifiants comportant des tampons annulaires intermediaires en caoutchouc pour éliminer les vibrations, inserés a l'intérieur de la barre tubulaire pour supporter l'arbre de transmission allant du moteura la tête de travail, et résistant a des vitesses de rotation extrêmement élevées (25.000 tours par minute). Ce moteur est groupe en un bloc unique enveloppé d'un côte par le réservoir associe. La tte de transmission du mouvement de l'arbre au disque rotatif de coupe est de realisation monobloc en alliage leger du type Indiqué precedemment. L'invention a éguelement pour objet une machine du type considéré et comportant un dispositif a fils de fauchage, 'caracterisee en ce que ce dispositif est essentiellement constitue par une tête d'ancrage a l'extrémité d'un bras tubulaire de la faucheuse portative a moteur, cette tête etant accouplée avec l'extrémité ctétête de l'arbre de transmission coaxial du bras de la faucheuse, tandis qu'elle comporte un moyen de transmission a un arbre porte-outil dont l'axe est incliné par rapport a l'axe de l'arbre de transmission du bras de la faucheuse, l'extrémité libre de ltarbre porte-outil etant agencée pour recevoir, par clavetage, de façon aisément démontable, un support en forme de disque, essentiellement constitue par deux demi-disques assemblés pour former un boitier, le premier demi-disque présentant, cdte raccordement, des perçages diametralement opposés débouchant a l'extérieur avec un siege ou cavité creuse dans le disque pour faire passer un fil dans chaque perçage, le second demi-disque, dispose sous le premier, étant fixé par accouplement avec ce premier demidisque en le recouvrant, des moyens intérieurs étant prévus annulairement dans le bord de jonction des deux demi-disques qui constituent essentiellement deux demi-boites, deux entailles etant pratiquees a partir des perçages du premier demf-disque et s'elargissant progressivement suivant un arc a courbure progressive vers la périphérie en realisant une fente de hauteur constante, chaque fente opposée etant destinee a assurer le passage d'un fil qui sort a l'extérieur en direction radiale sensiblement dans le plan de jonction des deux demidisques, les fils étant munis d'une partie élargie a leur extrémite d'ancrage et pouvant ainsi être aisement enfiles dans les perçages et tirés vers l'extérieur. Une réalisation préférentielle est caractérisée en ce que le dispositif presente seulement deux sieges opposes pour les fils et, par consequent, deux fils opposés. Une autre caracteristique réside dans le fait que les fils sont percés intérieurement en direction long.tutin21e, c'est dire qu'ils sont creux. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, il est prevu un système d'ancrage des deux demi-disques avec la tete et entre eux. On peut également prevoir une conformation en forme de coupe pour les deux demi-disques. Il peut aussi être prevu, suivant l'invention, que le diamètre exterieur du fil utilisé est égal a quelques millimètres, de préférence a trois millimetres. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-apres et des dessins annexes représentant un exemple de réalisa- tion de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de la machine de fauchage et de debroussaillage dans une position de travail inclinée, - la figure 2 est une vue agrandie de la partie relative au moteur, - la figure 3 est une vue correspondante de l'autre côte, - la figure 4 est-une vue également agrandie de la partie de la machine comprenant la tête de travail et de coupe, - la figure 5 représente un coussinet auto-lubrifiant de support de l'arbre moteur dispose a l'intérieur de l'élément tubulaire de liaison, suivant une vue transversale agrandie, en regardant en direction axiale. - la figure 6 est une vue en perspective du dispositif a fils de fauchage monté a l'extrémitê de la barre ou brad d'une faucheuse portative a moteur, - la figure 7 est une vue de l'intérieur de son premier demi-disque, - la figure 8 est une vue de l'intérieur de son second demi-disque, opposé au premier, - la figure 9 est une vue en coupe axiale (X-X) montrant l'assemblage des deux demi-disques suivant un plan passant par le milieu des fentes de sortie des fils, ces fils n'etant pas représentés. Sur la figure 1, on voit que la machine comprend un moteur a, une barre de liaison démontable b munie d'une poignée demontable c a position réglable et orientable, ainsi qu'une tête de commande démontable d. Le moteur a est un moteur de marque FOX a deux temps developpant 1 CV a 6500 tours par minute, monocylindre, alésage 32 mm, course 27 mm, taux de compression 6,5 : 1. Le régime de travail de ce moteur varie de 3500 a 6800 tours par minute avec un couple maximal de 11 Kgs x mm a 5200 tours par mn. I1 fonctionne avec un melange a base d'essence a 2 % de lubrifiant. Le poids de ce moteur est de 1,9 Kg. Le tube b est en alliage d'aluminium de 25 mm de diamètre extérieur et de 21 mm de diamètre interieur. Dans ce tube sont introduits des coussinets comme ceux de la fig. 5 comportant une bague interieure auto-lubrifiante 1.Ces coussinets comportent egalement une bague 2 en caoutchouc ou autre matiere élastique, munie d'entailles radiales qui forment des tampons radiaux venant se serrer contre les parois intérieures du tube b pour maintenir l'arbre de transmission a l'intérieur du coussinet auto-lubrifiant 1, avec un diametre de 8 mm, en pouvant résister jusqu'a 25000 tours par minute. Le moteur a est assemblé avec le tube b et relié a son arbre interieur au moyen de l'organe de serrage 3. Ce moteur porte un réservoir en matière plastique 4 qui l'entoure latéralement. La bougie 5 est disposee a la partie superieure du moteur et le systeme de démarrage 6 est disposé axialement en tête. Ce systeme est muni d'un cabre a enroulement automatique. Sur la barre tubulaire b, près du moteur, est disposé un manchon en caoutchouc 7 et, sous ce manchon, le levier d'accélération progressive 8. I1 est prévu un embrayage automatique par acceleration dans le groupe moteur. La poigne c en matière plastique est montee plus loin que le manchon 7 sur le tube b. Cette poignée comporte des mâchoires de serrage reglables 9 sur le tube ainsi qu'un manchon horizontal (10) replié transversalement. La tête de travail est fixée au bout du tube b. Le moteur est encore muni sur une face frontale d'un écran avec étrier d'appui 11. Le corps 12 de la tête de travail d comporte des mâchoires 13 ainsi qu'un accouplement qui transmet le mouvement de l'arbre intérieur du tube b au disque rotatif de fauchage 14 qui prend une position horizontale lorsque le tube b est en position incline. Les figures 6 a 9 représentent un mode de réalisation comportant une tête de travail munie de fils de fauchage entraînés en rotation. En se référant plus particulièrement a la figez 6, on voit que le dispositif de fauchage d'herbe A est monte a l'extrémité de la barre tubulaire ou bras B diune faucheuse portative a moteur. Cette faucheuse comporte, à proximité de ce dispositif, un écran de protection C en matiere plastique de forme essentiellement triangulaire avec une nervure mediane 104. Le dispositif A est constitue par une tête ou support 101 muni d'un organe 102 de serrage sur le tube 103 formant la barre B de la faucheuse. L'organe de serrage 102 comporte deux paires d'oreilles opposes 105 séparées par des fentes 106 et percees pour recevoir des boulons de serrage munis d'écrous 107. Dans le manchon ménagé entre les oreilles pour recevoir le tube 103 et le serrer, il est prévu un perçage transversal filet dans~lequel s'engage une vis 108 servant d'organe blocage et de sécurité pour le positionnement de la tête 101 sur le tube 103. On évite ainsi que, si les vis 107 se desserrent, la tête 101 se déplace ou tourne autour de l'extrémité du tube 103. A l'intérieur de ce tube 103 est disposé un arbre coaxial (non visible) porté par des coussinets coaxiaux. Cet arbre est entrainé en rotation par un petit moteur a combustion interne (non represente) monté a l'autre extrémite du tube 103. Cet.arbre vient en prise avec un joint tournant disposé coaxialement a l'intérieur du manchon 102 du corps 101. Ce joint transmet son mouvement de rotation au moyen d'un engrenage (non représenté), a un arbre incline par rapport a l'axe X-X de l'arbre principal et coincidant avec un axe Y-Y.Cet arbre fait saillie en porte- -faux vers le bas avec une bride de raccordement 109 situee sous une nervure 110 du corps 101. Cette bride tournante de raccordement 109 comporte des organes filetés destines a recevoir un demi-disque 111 en forme de bolte semi-cylindrique munie de perçages en coincidence pour sa fixation. Ce demi-disque 111 presente, en outre, deux perçages diamétralement'opposes 112 pratiqués dans des zones 113 en creux par rapport au plan du disque. Ces perçages 112 ont un diametre approprie leur permettant de recevoir des fils de nylon 114 presentant, a leurs extrémités 115, des parties elargies qui ne peuvent pas traverser les perçages 112. Sur le premier demi-disque 111, est fixé par en-dessous un second demi-disque 116 ayant également une forme semi-cyl7ndrique s'ajustant a celle de ce premier demi-disque. Dans son plan de.jonction avec ce premier demi-disque, le second demi-disque presente des entailles radiales 117 s'elargissant progressivement vers la périphérie. Ces entailles sont situees en face des perçages 112, de maniere a recevoir les fils oscillants 114 et fournir à ceux-ci un congé de raccord etendu de sorte qu'ils ne se rompent pas en cours de fonctionnement. La face exterieure du corps 101 présente, en outre, une flèche indicatrice de rotation 118 qui montre le sens de rotation du groupe a disque tournant. Le demi-disque 111 présente un perçage axial 119 permettant d'assurer son serrage contre le demi-disque 116 au moyen d'une vis traversante coaxiale (non representée),cooperant avec des moyens connus usuels situés sous ce demi-disque 116. Le demi-disque 111 est en tale emboutie en forme de coupe avec un bord annulaire relevé-120 et des cavites embouties 113 formant des bossages en regard des cavités 117 du demi-disque 116. Le demi-disque 116 est coulé sous forme d'un bloc massif servant également de volant et se présentant sur sa face de jonction avec le demi-disque conjugué, un épauelement annulaire 121 destine a l'encastrement du bord annulaire 120 du demi-disque-111, ainsi qu'une nervure annulaire d'assemblage 122. A l'emplacement des bossages 113 du demi-disque 111, la nervure annulaire 122 est incurvée en 122' vers l'axe et vers l'intérieur. Ces parties 122' se terminent sur un plan d'assemblage central 123 presentant un perçage axial 124 destine a la vis d'assemblage. Les cavités 117', qui forment les évidements 117 par assemblage avec le demi-disque 111, sont diamétralement opposees, comme on ;e woit sur la figure, et s'elargissent en formant une surface de raccordement etendue dans les deux sens de rotation. L'autre face du demi-disque 116 présente un évidement central destiné a recevoir la tête de la vis de serrage des deux demidisques qui se fixe a l'extrémité de l'arbre portant la bride 109. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus decrits et representés, et l'on pourra prevoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 /- Machine portative a moteur pour faucher et débroussailler a la main de l'herbe, des plantes similaires ainsi que des buissons et arbustes similaires, machine caractérisée en ce qu'elle est constituée par - un moteur à deux temps (a) extrêmement léger, ayant' unie puissance de 1 CV environ, une vitesse de rotation extrêmement élevée et un poids au plus egal a 2 Kg environ9 - une barre tubulaire de liaison (b) extrêmement légère contenant un arbre de transmission reliant le moteur a une tête de travail (d), cette barre présentant un diamètre extérieur au plus égal a 30 mm et au moins égal à 20 mm, avec une longueur du centre du moteur au centre de la tête de commande au moins égale a 1,5 m et au plus egale à 2 m, - une tête de travail (d) formée par un bloc extrêmement léger reliant l'équipement de coupe à l'arbre de transmission et portant le disque de coupe rotatif (14), la machine présentant un poids d'ensemble minimal en fonctionnement de 5 Kg environ et un poids maximal avec accessoires de 6 Kg environ, la machine presentant un excès de poids sur la tête de commande inferieur à 2 Kg, en position inclinée. 20/- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du moteur peut atteindre des valeurs supérieures a 6000 tours par minute. 30/ Machine suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le moteur est protégé par un carter disposé entre le tube et le moteur, ce carter étant muni d'un étrier support (11), un réservoir en matière plastique entourant latéralement le moteur. 4 /- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3s caractérisée en ce que le groupe moteur pese moins de 2 Kg. 5 / Machine suivant l'une quelconque des revendications l a 4, caractérisée en ce que le tube de liaison (b) entre le moteur (a) et la tête de travail (d) est en alliage léger, ce tube presentant un diametre extérieur de 25 mm environ et portant interieure ment des coussinets a tampons élastiques radiaux, ces coussinets étant auto-lubrifiants et portant l'arbre de transmission. 60/- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisée en ce que sa longueur, mesuree entre le centre de la tête motrice et le centre de la tête de commande est de 165 cm environ. 70/- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisée en ce qu'elle est munie diune poigne de manutention intermediaire - (c) réglable avec manchon horizontal transversal (10), comme pour les faux, cette poignée étant serrée sur le tube par des mâchoires (9) et réalisée en matière plastique. 80/- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 a 7, caracterisee en ce que la tête de travail (101) est essentiellement constituée par un corps de montage (102) a l'extrémité du tube (103) comportant interieurement un organe de liaison a l'extrémité de l'arbre coaxial au tube pour la transmission du mouvement, cet organe transmettant le mouvement, a l'intérieur du corps, a un arbre porte-outil dont l'axe est dévié par rapport à l'axe de l'arbre de transmission, cet arbre porte-outil:: étants a son extrémité libre sortant du corps, assemblé avec un couple de demi-disque (111, 116), dont le premier (111) presente sur sa face de raccordement au moins deux perçages opposes (112), chaque perçage etant agencé pour faire passer un fil (114) en matiere plastique telle que nylon, ces fils étant mis en tension par la force centrifuge lors de la rotation en pouvant ainsi couper ou faucher l'lerte, les fils étant munis d'une partie élagie (115) a une extrémité et pouvant ainsi être enfilés dans le perçage correspondant, la partie élargie maintenant le fil correspondant, cette partie élargie etant disposee à l'extérieur du premier demi-disque, chaque fil passant a l'intérieur du premier demi-disque et sortant radialement par l'entaille (117') formant une fente (117) s'elargissant progressivement vers l'exterieur, de telle sorte que lorsque le fil est fléchi dans le plan de rotation, il s'appuie sur un épaulement présentant un grand rayon de courbure. 90/- Machine suivant la revendication 8, caracterisee en ce que le fil (114) est serré entre le premier demi-disque (111) et le second demi-disque (116) dans le trajet de sortie presentant ia forme indiquée. 10 /- Machine suivant l'une ou l'autre des reven dications 8 et 9, caractérisée en ce que, dans la zone de chaque perçage (112), le premier demi-disque (111) presente extérieurement une cavité (113) servant de logement a la partie elargie-du fil (115). 110/ Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les perçages (112) sont inclinés par rapport & l'axe de rotation des demi-disques (111,116) en tendant a prendre une direction radiale dans le plan de rotation des fils. 120/ Dispositif suivant Saune quelconque des revendications 8 a 11, caractérisé en ce que le premier demi-disque (111) est en tôle emboutie en forme de coupe ouverte vers le bas, l'ouverture correspondante etant fermée par le second demi-disque (116) bombe qui serre les fils et les maintient en position radiale. 130/- Machine suivant la-revendication 12, carac térisee en ce que le second demi-disque (116) est en metal lourd et sert de volant, ce demi-disque presentant une surface inférieure bombée. 140/- Machine suivant la revendication 13, carac terisee en ce que le premier demi-disque (111) présente sur sa surface extérieure une cavité axiale munie d'un perçage (119). 15 /- Machine suivant la revendication 13, caracte- risée en ce que le second demi-disque (116) présente un perçage axial (124). 16 /- Machine suivant l'une quelconque des revendi- cations 8 a 15, caractérisée en ce que le second demi-disque (116) presente des nervures sur sa surface d'assemblage intérieure, ces nervures (122, 122') formant les entailles radiales (117') s'élargissant progressivement vers l'extérieur dans le plan d'assemblage-des demi disques ou plan de rotation des fils, a partir des perçages (112) du premier demi -disque. 17 /- Machine suivant l'une quelconque des revendi cations 8 à 16, caractérisée en ce que les fils (114) ont un diametre exterieur de quelques millimetres et sont creux avec une cavité axiale. 18"/- Machine suivant l'une quelconque des revendi cations 8 à 17, caractêrusée en ce que les fils (114) présentent un diametre extérieur de 3 mm environ. 190/- Machine suivant l'une quelconque des revendications 8 a 18, caractérisée en ce que les fils (114) sont en matière plastique présentant une resistance élevée a la traction, à l'usure et a la flexion dynamique avec une rigidité et une élasticité suffisantes. 200/- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 a 19, caractérisée en ce qu'elle est munie, en amont de la tête, d'un carter (C) en matière plastique pour la protection de la tête (101) pendant la rotation, ce carter présentant la forme d'une plaque sensiblement en forme de triangle isocèle dont le sommet constitue la zone d'assemblage avec un manchon de serrage sur la barre tubulaire. 21b/- Machine suivant la revendication 20, caracterisée en ce que le carter comporte une nervure (104) s'étendant, sur toute la hauteur du triangle, suivant la bissectrice de-l'angle du sommet d'assemblage.