Brevet FR2463993A1 — publié le 19810227

1.- L'invention part d'un outil électrique à main, tel que perceuse, fraiseuse, scie à main, etc..., notam- ment machine combinée pour bricolage, avec un moteur électrique, de préférence un moteur universel, un dispositif pour régler au pour commander la vitesse de rotation du moteur électrique et un bottier. Dans un outil électrique à main connu de ce type, le dispositif de réglage de la vitesse de rotation comporte une commutation discrète avec un potentiomètre de sé- lection de vitessesde rotation. Le réglage de la vitesse de - rotation s'effectue par chute de tension sur le moteur électri- que, qui modifie le seuil de réponse d'un commutateur allumant un thyristor de commutation placé dans le circuit du moteur. Selon le seuil de réponse de ce commutateur d'allumage, l'ins- tant d'allumage du thyristor de commutation se trouve décalé et, de ce fait, l'angle de passage du courant est modifié dans le sens d'une adaptation de la vitesse dé rotation réelle à la vitesse de rotation théorique pré-sélectionnée. Une telle régu- lation de la vitesse de rotation, notamment du fait des tolé- rances de réalisation influençant le seuil de réponse du com- mutateur d'allumage, ne fonctionne pas avec une grande exactitu- de, et permet des écarts de réglage plus cu moins importants entre la vitesse de rotation réelle et la vitesse de rotation théorique. De telles imprécisions de régulation ne sont certes pas gênantes dans la plupart des cas d'application, mais ne peuvent pas être acceptées dans le cas d'outil électrique d'une qualité élevée. L'invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne à cet effet, un outil électrique à main caractérisé en ce que le dispositif pour régler ou pour comman- der la vitesse de rotation du moteur électrique comporte un microcalculateur. L'outil électrique à main conforme à l'inven- tion avec les caractéristiques ci-dessus définies présente par rapport aux solutions connues l'avantage d'une régulation ou d'une commande exceptionnellement précise de la vitesse de ro- tation sans écart notable de la vitesse de rotation réelle à partir de la vitesse de rotation théorique qui a été réglée. En même temps, il est possibleavec un supplément de dépense très réduit, d'indiquer optiquement à l'utilisateur la vitesse Si 2.- de rotation réelle et/ou la vitesse de rotation théorique. Ceci nécessite uniquement un affichage com- mandé directement par le microcalculateur. Ainsi, on donne à l'utilisateur la possibilité d'utiliser de façon optimale l'ou- til électrique à main par un choix judicieux de la vitesse de coupe, grâce à quoi l'usure de l'outil électrique à main est fortement réduite, tandis que le résultat du travail se trouve notablement amélioré. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à des exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une perceuse à main, - la figure 2 est un schéma par blocs du circuit électrique de la perceuse à main comportant un dispo- sitif de réglage de la vitesse de rotation; - la figure 3 est une vue de dessus d'un af- fichage de la perceuse à main de la figure 1 représentéeà plus grande échelle, - la figure 4 est une vue de dessus d'un af- fichage selon un deuxième exemple de réalisation représenté à plus grande échelle, - la figure 5 est une coupe le long de la ligne V-V de la figure 4; La perceuse à main représentée sur la fi- gure l à titre d'exemple d'un outil électrique à main, compor- te un bottier 10. Une broche de perçage 11 sortant de ce bottier porte un mandrin 12 destiné à recevoir une mèche de perçage. La broche de perçage 11 est entraînée à partir d'un moteurL é- lectrique 13 (représenté schématiquement sur la figure 2) de façon en soi connue, par l'intermédiaire d'un mécanisme de dé- muitiplication non représenté. Le moteur électrique 13 peut tourner dans les deux sens. Le bottier 10 porte sur sa face inférieure une poignée 14 en forme de poignée de pistolet, sur laquelle est disposé, sous la forme d'une touche à enfoncer, un commutateur 15 de mise en circuit et hors circuit. Pour fa- ciliter le processus de perçage, une autre poignée 16, comme le montre la figure 1, peut encore être bridée sur le bottier au voisinage de l'emplacement de sortie de la broche de per- çage 11. 3.- La perceuse à main comporte un dispositif de réglage de la vitesse de rotation 17 qui règle la vitesse de rotation du moteur électrique 13, revêtant de préférence la forme d'un moteur universel, conformément à une vitesse de ro- tation théorique présélectionnée. Pour présélectionner cette vitesse de rotation théorique, il est prévu un organe de régla- ge de la vitesse de rotation 18 qui peut, par exemple, être couplé avec la touche du commutateur 15 de mise en circuit et hors circuit, la vitesse de rotation théorique étant continuel- lement augmentée lorsqu'on enfonce la touche de façon accentuée. Le dispositif de réglage de la vitesse de rotation 17, qui est schématiquement indiqué sur la figure 2 par un contour en traits-points, comporte un microcalculateur 19, une commutation par thyristor 20 placée dans le circuit du moteur électrique 13 et un élément de mesure de vitesse de ro- tation 21 détectant la vitesse de rotation réelle du moteur électrique 13, cet élément de mesure de vitesse de rotation- revotant de préférence la forme d'un générateur tachyméttique entraîné par le moteur électrique 13. L'élément de mesure de la vitesse de rotation 21,ou bien le générateur tachymétrique, est relié au microcalculateur 19 et donne à celui-ci une in- formation sur la vitesse de rotation réelle du moteur électri- que 13. De façon analogue, l'organe de réglage 18 de la vi- tesse de rotation est relié avec le microcalculateur 19 et délivre à celui-ci une information sur la vitesse de rotation présélectionnée, c'est-à-dire la vitesse de rotation théorique. Le microcalculateur 19 compare la vitesse de rotation réelle avec la vitesse de rotation théorique et, s'il y a un écart, délivre à la commutation par thyristor 20, un signal de com- mande approprié. Ce signal de commande décale l'instant d'al- lumage de la commutation par thyristor 20 et modifie ainsi l'an- gle de passage du courant dans un sens qui annule la différen- ce entre les deux vitesses de rotation comparées dans le micro- calculateur 19. La perceuse peut être commutée en marche et comporte à cet effet, un commutateur 22 commutant en marche la vitesse de rotation de la broche de perçage 11 (figures 1 et 2). Cette commutation en marche peut être provoquée méca- niquement ou électriquement. Le rapport de commutation est alors, indépendamment de l'autre modification de la vitesse de 4.- rotation par l'organe de réglage de vitesse de rotation 18, toujours constant. Au commutateur 22 est couplé un émetteur d'information 23 relié au microcalculateur 19 et qui délivre à celui-ci une information sur la position de commutation du commutateur 22. Au microcalculateur 19 est en outre relié un élément de mesure de surcharge 24 détectant la surcharge du moteur électrique 13, qui signale au microcalculateur 19 une surcharge du moteur, c'est-à-dire un courant moteur dépas- sant le courant nominal du moteur électrique 13. Dans le cir- cuit du moteur est placé un élément de commutation 25 relié au microcalculateur 19 et dont la position de commutation est commandée par ce microcalculateur. Au moyen de l'élément de commutation 25 le circuit du moteur peut 9tre fermé ou inter- rompu Si l'élément de mesure de surcharge 24 délivre au micro- calculateur une information de surcharge, celui-ci-délivre à l'élément de commutation 25, un signal de coupure, et l'élé- ment de commutation 25 interrompt le circuit de courant du mo- teur électrique 13. Pour la remise en circuit, une touche de mise en circuit 26 (figure 2) vit disposée sur le bottier 10, doit tout d'abord être actionnée, cette touche étant également relié au microcalculateur 19 et délivrant à celui-ci un ordre de commande correspondant. Le microcalculqteur 19 délivre alors un signal de fermeture correspondant à l'élément de commutation 25. Pour inverser le sens de rotation de la bro- che de perçage 11, il est encore prévuuun commutateur d'inver- sion 27 du sens de rotation (figures 1 et 2) qui commute le sens de rotation mécaniquement ou électriquement. Selon la po- sition de l'inverseur de sens de rotation 27, la broche de perçage 11 tourne à droite ou à gauche. A l'inverseur du sens de rotation 27 est couplé un émetteur d'informations 28 qui par l'intermédiaire d!un conducteur de liaison donne au micro- c4lculateur 19, sous forme de signal d'entrée, la position de commutation du moment de l'inverseur de sens de rotation 27. Au microcalculateur 19 est relié un afficha- ge 29 avec des panneaux d'affichage optiques 30, sur lesquels peuvent être lues aussi bien la vitesse de rotation que d'au- tres données caractéristiques de l'état de fonctionnement, telles que la mise en circuit, le sens de rotation, la surcharge, 5.- etc... Les informations correspondantes sont délivrées au micro- calculateur 19 à partir des éléments correspondants, tels que l'organe de réglage de la vitesse de rotation 18 ou bien l'élé- ment de mesure de la vitesse de rotation 21, l'émetteur d'infor- mations 23 du commutateur en marche 22, l'émetteur d'informa- tions 28 de l'inverseur du sens de rotation 27, la touche de mise en circuit 26, et le microcalculateur commande en réponse aux informations ainsi reçues, l'affichage 29. Dans l'exemple de réalisation de l'affichage 29 représenté sur la figure 4, cet affichage comportepour in- diquer la vitesse de rotation réelle ou bien théorique, un af- fichage à sept segments 31. L* construction et le mode de fonc- tionnement d'un tel affichage à sept segments-sont connuis, si bien qu'il n'y a pas lieu d'y insister davantage. De plus, il est prévu dans l'affichage 29, une échelle de symboles 32 avec des symboles individuels 33 susceptibles d'être éclairés sé- lectivement. Les éléments d'éclairage, de préférence des dio- des luminescentes, de ces symboles individuels sont commandés sélectivement à partir du microcalculateur 19 de façon corres- pondante au contenu d'informations de ce microcalculateur. Par exemple, l'éclairage du symbole individuel "E" signifie que la perceuse est mise en circuit, tandis que l'éclairage du sym- bole individuel "Wi" signifie une alerte à la surcharge. Les deux symboles à flèches de l'échelle des symboles 32 signalent les sens de rotation respectifs de la broche de perçage 11. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 4 et 5, l'affichage 34 avec les panneaux d'affichage comporte un certain nombre de lampes de signalisation 26 disposées les unes à c8té des autres et/ou les unes derrière les autres, de préférence des diodes luminescentes, qui sont respectivement associées à un des panneaux d'affichage 35. Dans l'affichage 34 sont disposées le long des panneaux d'af- fichage 35 placés en deux rangées l'un derrière l'autre, deux échelles 37 et 38 avec des données caractéristiques de l'état de fonctionnement. L'échelle 37 contient les indications de vitesse de rotation en révolution par minute, et l'échelle 38 d'autres indications sur l'état de fonctionnement de la per- ceuse. "N " signifie la mise en circuit de la perceuse,"VITES- SE UN" et "VITESSE DEUX" que la première ou la seconde vitesse est enclenchée, "GAUCHE" et "DROITE" que la broche de perçage 11 6.- tourne à gauche ou à droite, "SURCHARGE" qu'il y a avertissement de surcharge du moteur électrique 13 et "AUT0-SURCHARGE" que la commutation automatique en surcharge réagit, c'est-à-dire que l'élément de commutation 25 s'ouvre. Les lampes de signalisation 36 disposées au-dessous de chacun des panneaux d'affichage 35 sont commandées sélectivement à partir du microcalculateur 19 de façon corres- pondante au contenu d'informations de celui-ci. L'éclairage des panneaux d'affichage 35 à côté de celui des données caractéris- tiques des échelles 37 et 38, signale les différents états de fonctionnement de la perceuse, si bien que l'utilisateur peut être renseigné sur ceux-ci d'un seul coup d'oeil. Si, par exem- ple la perceuse est mise en circuit, la première vitesse enclen- chée et que la broche de perçage 11 tourne à droite avec une vitesse de rotation de 1500 révolutions par minute, alors les panneaux d'affichage 35 de l'affichage 34, repérés sur la figure 4 par des hachures s'allument. Afin que l'utilisateur ait cons- tamment sous les yeux l'affichage 29 ou 34, même pendant le pro- cessus de travail, cet affichage est disposé sur la face supé- 2# rieure 39 du bottier 10 opposée à la poignée 14 et il est de préférence inséré dans la paroi du bottier (figures 1 et 5). Le dispositif de réglage de la vitesse de rotation 17 peut également Ptre utilisé comme dispositif de commande de la vitesse de rotation. Dans ce cas, on peut sup- primer l'élément 21 de mesure de la vitesse de rotation, à sa- voir le générateur tachymétrique, si bien que la disposition des circuits se trouve dans l'ensemble simplifiée. Pour une vitesse de rotation déterminée sélectionnée à l'avance, le micro- calculateur 19 décalera alors dans une mesure pré-programmée l'instant d'allumage de la commutation par thyristor 20 et régle- ra ainsi un angle de passage du courant prédéterminé. 7.- R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Outil électrique à main, tel que per- ceuse, fraiseuse, scie à main, etc..., notamment machine com- binée pour bricolage, avec un moteur électrique, de préférence un moteur universel, un dispositif pour régler ou pour comman- der la vitesse de rotation du moteur électrique et un bottier, outil électrique à main caractérisé en ce que le dispositif (17) pour régler ou pour commander la vitesse de rotation du moteur électrique comporte un microcalculateur (19). 2.- Outil électrique à main selon la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de mesure de vitesse de rotation (21) détectant la vitesse de ro- tation du moteur électrique (13), de préférence un générateur tachymétrique entraîné par le moteur électrique (13), et dont la sortie est reliée au microcalculateur (19). 3.- Outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un organe (18) de réglage de la vitesse de rotation est relié au micro-calculateur (19), cet organe (18) appliquant au micro- calculateur (19) comme signal d'entrée une vitesse de rotation susceptible d'être sélectionnée manuellement. 4.- Outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, avec une broche de travail, outil électrique à main caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur (22) commutant mécaniquement ou électriquement la vitesse de rotation de la broche de travail (11), ce commuta- teur comportant un émetteur d'informations (23) repérant sa position de commutation, et qui est relié au microcalculateur (19). 5.- Outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 1.à 4, caractérisé en ce qu'un élément de mesure de surcharge (24), détectant une surcharge du moteur électrique (13) ainsi qu'un élément de commutation (25) sont reliés au microcalculateur (19), l'élément de com- mutation (25) fermant ou ouvrant le circuit du moteur élec- trique (13) sur un signal en provenance du microcalculateur (19). 6.- Outil électrique à main selon la re- vendication 5, caractérisé en ce qu'une touche de mise en cir- cuit (26), susceptible d'être actionnée manuellement, est reliée au microcalculateur (19), cette touche donnant au 8.- microcalculateur (19) une information de fermeture d'un élément de commutation. 7.- outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte-un inverseur de sens de rotation (27) équipé d'un émetteur d'informations (8) repérant sa position de com- mutation, cet émetteur étant relié au microcalculateur (19). 8.- outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un affichage (29; 34) relié au microcalculateur (19), avec des panneaux d'affichage optiques (30; 35) sur lesquels peuvent être lues la vitesse de rotation et de préfé- rence d'autres données caractéristiques de l'état de fonction- nement, telles que la mise en circuit, le sens de rotation, la surcharge, etc... 9.- outil électrique à main selon la revendication 8, caractérisé en ce-que l'affichage (29) compor- te un affichage (31) à sept segments. 10.- Outil électrique à main selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'affichage (34) compor- te un certain nombre de lampes de signalisation (36) juxtaposées et/ou disposées l'une derrière l'autre, de préférence des dio- des luminescentes, qui sont disposées directement sous les pan- neaux d'affichage (35) en étant respectivement associées à ceux-ci et qui peuvent éclairer sélectivement ces panneaux, tandis que dans l'affichage (34) est disposée le long des pan- ne4ux d'affichage (35) au moins une échelle (37, 38) avec des données caractéristiques d'état de fonctionnement. 11.- Outil électrique à main selon 1'- une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'affichage (29) comporte une échelle de symboles (32) avec des symboles individuels (33) susceptibles d'être éclairés sé- lectivement. 12.- Outil électrique à main selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'af- fichage (291 34) est disposé, en étant inséré dans la paroi du bottier, sur la face supérieure (39) du bottier (10) essentiel- lement opposée à la poignée (14).