Brevet FR2370419A1 — publié le 19780609

La pressente invention concerne une lame de coupe pour tondeuse à gazon à moteur, comportant un corps de lame muni en sa partie centrale d'un moyen de fixation sur un arbre de sortie vertical du moteur et, à chacune de ses extrémités, d'un couteau dont l'arête coupante s'étend du côté de son bord d'attaque. Un inconvénient des tondeuses à gazon, auquel on essaie de remédier de plus en plus, réside dans le bruit qu'elles engendrent en cours de fonctionnement. Ce bruit provient en partie du moteur et en partie de la rotation de la lame de coupe. Une source de bruit réside en particulier dans le mauvais aérodynamisme des lames de coupe, qui, on le sait, tournent à des vitesses assez élevées, de-l'ordre de 3000 à 4000 t/mn, et ont une vitesse périphérique de l'ordre de 100 m/s. Or, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'améliorer notablement l'aérodynamisme d'une lame de coupe, pour diminuer le bruit engendré par les écoulements d'air turbulents autour de la lame, car celle-ci est en général en tôle emboutie ; les impératifs de l'emboutissage et le fait que la lame soit constituée d'une simple tôle, dont une partie convexe sur l'une des faces implique forcement une partie concave correspondante sur l'autre face, ne permettent pas, en effet, de conférer à la lame 3es meilleures caractéristiques possibles de pénétration dans l'air, pour obtenir des écoulements essentiellement laminaires, avec un minimum de turbulences. Le but de la présente invention est de remédie à cet inconvénient et, pour ce faire, une lame de coupe du type mentionné au début est, conformément à l'invention, caractérisée en ce que ledit corps de lame est constitué d'une matière plastique moulée. Une telle lame peut être facilement fabriquée, et le fait qu'elle soit moulée permet de lui conférer pratiquement la meilleure forme possible, sur le plan de la résistance mécanique et surtout sur le plan de l'aérodynamisme, éventuellement après des essais en soufflerie. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, en outre, on prévoit que dans la matiere plastique sont incluses des fibres de verres orientées esssentiellement suivant la longueur de la lame. La lame aura ainsi une excellente résistance mécanique, notamment vis à vis des forces centrifuges ; il faut noter en effet que les extrémités d'une lame de 50 cm de longueur touant à 3600 t/mn sont soumises à une accélération de l'ordre de 4000 g, ce qui développe des efforts considérables. La matière plastique en question peut être une matière plastique-ditepré-imprégnée, constituée par un tissu de fibres de verre imprégné de résine. Certaines fibres peuvent ainsi- s'entrecroiser avec les fibres qui sont dirigées dans le sens de la longueur de la lame. Il est à noter également que l'on peut procéder au moulage du corps de lame par coulée dans le moule ou par injection, selon la nature de lama'ière plastique utilisée. Une forme avantageuse de la lame de coupe, sur le plan de l'aérodynamisme, peut résulter du fait que ledit corps de lame en matière plastique moulée comporte des bords d'attaque et de fuite arrondis, en forme de portion de cylindre ou analogue. On peut prévoir aussi une forme -de moule telle que ledit corps de ime comporte à chacune de ses extrémités, le long d'une partie de son bord de fuite, une ailette inclinée vers le haut et vers ledit bord de fuite, et propre à conférer à la lame, lors de sa rotation, le rôle supplémentaire d'une hélice créant un courant d'air hélicoïdal apte à entraîner les herbes coupées dans une goulotte d'évacuation. De préférence, les ailettes se raccordent au corps de lame proprement dit suivant des surfaces courbes. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'Xinvention, l'arête coupante des couteaux est constituée par un bord biseauté ménagé directement sur la matière plastique dudit corps. Ce bord biseauté peut venir de moulage ; il peut aussi être créé après coup, par affutage-de la matière plastique. On conçoit que la fabrication d'une telle lame sera extrêmement simplifiée. On peut toutefois prévoir que les couteaux sont métalliqs et sont insérés dans la matière plastique dudit corps. Il conviendra alors, bien entendu, avant d'effectuer la polymérisation de la matière plastique dans le moule, de disposer les couteaux dans ce dernier, aux endroits adéquats et avec la précision nécessaire de positionnement. Dans ce cas, on prévoira que les couteaux comportent des trous et/ou des saillies permettant leur ancrage dans ledit corps de lame en matière plastique. Quant au moyen de fixation du corps de lame sur l'arbre de sortie du moteur, on peut prévoir, quel que soit d'ailleurs le mode de réalisation des couteaux, qu'ii est constitué d'un trou ménagé dans la matière plastiqueet Frope à s'engager sur l'extrémité de l'arbre de sortie du moteur, ou encore qu'il est constitué d'un manchon à passage axial venu de moulage avec ledit corps et propre à s'engager sur l'extrémité de l'arbre de sortie du moteur. Selon d'autre variantes, on peut toutefois prévoir encore que ledit moyen defixat on du corps de lame sur l'arbre du moteur est constitué d'au moins une pièce métallique pourvue d'une ouverture centrale, insérée au moulage dans la partie centrale dudit corps de lame, et de préférence affleurant les surfaces supérieure et inférieure dudit-corps. Par exemple, ladite pièce métallique peut avoir la forme extérieure générale d'un écrou à six pans pourvu latéralement de nervures et/ou de cannelures formant ancrages pour la matière plastique moulée. Le moyen de fixation du corps de lame sur l'arbre du moteur peut aussi être constitué de deux coupelles métalliques dont les rebords sont tournés l'un vers l'autre, et ménageant entre elles un espace d'ancrage pour la matière plastique, ces coupelles étant de préférence de dimensions différentes, de sorte que le rebord de l'une vienne à l'intérieur du rebord de l'autre. On peut prévoir aussi, dans un autre mode de réalisation, que ledit moyen de fixation du corps de lame est constitué d'une pièce métallique propre à être fixée sur l'arbre du moteur, et autour de l'extrémité profilée de laquelle le corps de lame est surmoulé. Des modes d'exécution de l'invention sont décrits cidessous à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation d'une lame de coupe conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en plan - les figures 3, 4, 5 et 6 sont des sections transversales de la lame, respectivement suivant les lignes III-III, IV-IV, V-V et VI-VI de la figure 2 - les figures 7 et 8 montrent des variantes de réalisation du moyen de fåxtXon du corps de lame sur l'arbre du moteur - Ia figure 9 est une vue en plan d'une lame de coupe réalisée entièrement en matièreoplastique moulée - la figure 10 est une section par la ligne X-X de la figure 9;; - la figure Il est une vue en élévation, avec coupe axiale partielle, d'une lame de coupe conforme à l'invention, réalisee entièrement en matière plastique moulée, et montrant une variante de réalisation du moyen de fixation sur l'arbre de sortie vertical du moteur d'entraînement ; et - la figure 12 est une vue en plan de la lame de coupe de la figure li. Le corps 1 de la lame de coupe 2 qui est représentée surles figures 1 et 2 est, conformément à 11 invention, réalisé en matière plastique moulée, de préférence une matière plastique pré-imprégnée, à savoir un tissu de fibres de verre orientées, imprégné de résine. Une fois que la forme du moule est choisie, pour que la lame ait les caractéristiques aérodynamiques optimales, on découpe le tissu approximativement à la forme que la lame devra présenter en plan, et on le dispose dans le moule en différentes couches superposées,- en y ménageant un espace central pour le moyen de fixation du corps de lame sur l'arbre du moteur, par exemple une pièce métallique en forme d'écrou à six pans, telle que la pièce référencée en 3 sur les figures 1, 2 et 6.De même, entre les deux couches centrales, on dispose dans le moule, aux endroits exacts choisis, deux couteaux 4. Le tissu est disposé de telle manière que les fibres de verre s'étendent principalement dans le sens de la longueur. Le moule est ensuite chauffé à la température de fusion de la matière plastique, qui se répand ainsi dans le moule, puis un chauffage supplémentaire provoque la polymérisation de la matière plastique. La pièce moulée est alors retirée du moule, et l'on obtient la lame de coupe représentée sur les figures 1 et 2. Pour rendre plus sûr l'ancrage de la pièce de fixation 3 du corps de lame 1 sur l'arbre 5 du moteur de la tondeuse, on prévoit de munir cette pièce de cannelures latérales 6, que vient occuper la matière plastique lors du moulage- Pou^assuror l'ancrage des couteaux 4, on prévoit de maniere analogue que ceux-ci comportent des trous 9 que la matière plastique viendra occuper lors du moulage. Bien entendu, les cannelures 6 et les trous 9 pourraient être remplacés, respectivement, par des nervures et par des saillies, avec sensiblerent le même résultat. On voit, sur les figures 1 à 5, que le corps de lame 1 comporte à chacune de ses extrémités une ailette 10 inclinée vers le haut et vers le bord de fuite 11 du corps de lame. Comme visible sur les figures 3 à 5, cette ailette 10 a une forme incurvée dont le rayon de courbure va en croissant progressivement de l'extrémité de la lame vers sa partie centrale, pour rejoindre finalement le plan du corps de lame 1. Ces ailettes, bien entendu venues de moulage en même temps que le corps 1, ont pour rôle de conférer à la lame 2 une fonction supplémentaire d'hélice pour soumettre l'air et les herbes coupées à une composante ascensionnelle, ce qui a pour effet d'évacuer les herbes coupées, suivant un mouvement hélicoldal, dans la goulotte d'évacuation de la tondeuse.L'invention permet de donner à ces ailettes la forme optimale susceptible de leur faire assumer au mieux leur fonction, et avec une réduction maximale des bruits d'origine aérodynamique à ce niveau. On prévoit aussi, pour Buire les bruits d'origine aérodynamique et pour assurer des écoulements d'air laminaires autour de la lame 2, avec un n,inimum de turbulences au bord de fuite, que le bord d'attaque 12 de la lame, ainsi que le bord de fuite 11, ont une forme arrondie, en portion cylindrique ou analogue. Bien entendu, la forme du bord d'attaque pourrait varier entre le centre et les extrémités de la lame, en fonction de la vitesse linéaire en chaque point. Sur la figure 2, on voit que les arêtes coupantes 4a des couteaux 4 sont droites et à l'alignement du bord d'attaque 12. Il pourrait en être autrement ; ces arêtes 4a pourraient être droites mais inclinées sur le bord d'attaque, ou elles pourraient présenter à l'extrémité une certaine courbure 4b, comme repré senté en trait mixte sur la figure 2, pour améliorer la coupe et éviter les sifflements. Sur la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation possible pour le moyen de fixation central du corps de lame 1 sur un arbre 5 de moteur. On utilise ici deux coupelles métalliques 13 et 14 pourvues d'une ouverture centrale et dont les rebords respectifs 15 et 16 sont dirigés l'un vers l'autre la coupelle 13 a un diamètre plus important que la coupelle 14, de sorte que l'on obtient entre les deux coupelles un espace en forme. de labyrinthe fournissant un excellent ancrage pour la matiere plastique ; au moulage, on utilisera un noyau de centrage pour éviter que la matière plastique obture le passage central 17. Les rebords 14 et 15 peuvent en outre être crénelés pour éviter tout pivotement des coupelles dans le corps de lame. Dans le mode de réalisation de la figure 8, on utilise comme moyen de fixation une pièce métallique 18 en forme de manchon, pouvant être fixée sur l'arbre du moteur, et autour de l'extrémité 19 profilée de laquelle la partie centrale du corps- de lame 1 peut être surmoulée Q on peut obtenir, de cette façon également, un excellent ancrage. A la figure 9, on a représenté en plan, selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, une lame de coupe 2 entièrement moulée, sans aucune pièce métallique. Le corps est encore référencé en 1, les ailettes en 10, et le trou de fixation sur l'arbre du moteur en 7. Quant aux arêtes coupantes des couteaux, elles sont constituées par un bord biseauté 20 ménagé directement sur la matière plastique du corps de lame. Par ailleurs, la lame peut bien entendu avoir encore des bords d'attaque 12 et de fuite 11 arrondis et être constituée de la même matière plastique que la lame décrite avec référence aux figures 1 à 8, et être fabriquée essentiellement de la même manière ; cependant, la fabrication sera encore plus simple, puisqu'elle ne comportera plus les opérations d'insertion des couteaux et du moyen de fixation métalliques. Selon une variante, le moyen de fixation , au lieu d'être constitué d'un simple trou 7, pourrait être constitué d'un manchon de matiere plastique 21 à passage axial 22, venu de moulage avec le corps 1 et ayant la forme extérieure du manchon 18 de la figure 8. Une telle disposition est représentée en élévation avec coupe axiale partielle à la figure 11, et en plan à la fir 22. A sa partie supérieure, le passage axial 22 est élargi selon un alésage axial 23 portant une rainure latérale 24 et propre à recevoir l'extrémité de forme correspondante de l'arbre de sortie vertical du moteur d'entrainement. Rien n'empêche d'ailleurs, lorsque les couteaux sont venus de moulage ou sont affûtés après coup directement sur la matière plastique (couteaux 20 des figures 9 à 12), de prévoir pour la fixation du corps de lame sur l'arbre du moteur, des moyens de fixation métalliques du genre de ceux décrits avec référence aux figures 6 à 8. A l'inverse, il serait également possible d'utiliser comme moyen de fixation un simple trou 7 de la matière plastique, ou un manchon 21 venu de moulage, même lorsque les couteaux sont métalliques. Comme il va de soi , et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont eté plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Lame de coupe pour tondeuse à gazon à moteur, comportant un corps de lame muni en sa partie centrale d'un moyen de fixation sur un arbre de sortie vertical du moteur et, à chacune de ses extrémités, d'un-couteau dont l'arête -coupante s'étend du coté de son bord d'attaque, caractérisée en ce que ledit corps de lame est constitué d'une matière plastique moulée 2. Lame de coupe selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la matière plastique sont incluses des fibres de verré orientées essentiellement suivant la longueur de la lame. 3. Lame de coupe melon l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisée en ce que ledit corps de lame en matière plastique moulée comporte-des bords d'attaque et de fuite arrondis, en forme de portion de cylindre ou analogue. 4. Lame de~coupe selon l-'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit corps de lame comporte à chacune de ses extrémités, le long d'une partie de son bord de fuite, une ailette venue de moulage, inclinée vers le haut et vers ledit bord de fuite, et propre à conférer à la lame, lors de sa rotation, le role supplémentaire d'une hélice créant un courant d'air hélicoïdal apte à entraîner les herbes coupées dans une goulotte d'évacuation. 5. Lame de coupe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les ailettes se raccordent au corps de lame proprement dit suivant des surfaces courbes. ; 6. Lame de coupe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arête coupante des couteaux est constituée par un bord biseauté ménagé directement sur la matiere plastique dudit corps. 7. Lame de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les couteaux sont métalliques et sont insdrés dans la matière plastique dudit corps. 8. Lame de coupe selon la revendication 7, caractérisée en ce que les couteaux comportent des trous et/ou des saillies permettant leur ancrage dans ledit corps de lame en matière plastique. 9. Lame de coupe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moyen de fixation est constitué d'un trou ménagé dans la matière plastique et propre à s'engager sur l'extrémité de l'arbre de sortie du moteur. 10. Lame~de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de fixation est constitué d'un manchon à passage axial venu de moulage avec ledit corps et propre à s'engager sur l'extrémité de l'arbre de sortie du moteur. 11. Lame de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de fixation du corps de lame sur l'arbre du moteur-est constitué d'au moins une pièce métallique pourvue d'une ouverture centrale, insérée au moulage dans la partie centrale dudit corps de lame, et de préférence affleurant les surfaces supérieure et inférieure dudit corps. 12, Lame de coupe selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite pièce métallique a la forme extérieure générale d'un écrou à six pans pourvu latéralement de nervures et/ou de cannelures formant ancrages pour la matiere plastique moulée. 13. Lame de coupe selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit moyen de fixation est constitué de deux coupelles métalliques dont les rebords sont tournés l'un vers l'autre, et ménageant entre elles un espace d'ancrage pour la matière plastique, ces coupelles étant de préférence de dimensions différentes, de sorte que le rebord de l'une vienne à l'intérieur du rebord de l'autre. 14. Lame de coupe selon lune quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de fixation du corps de lame est constitué d'une pièce métallique propre à être fixée sur l'arbre du moteur, et autour de l'extrémité profilée de laquelle le corps de lame est surmoulé.