Brevet FR2464774A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne un outil portatif à moteur, tel qu'une perceuse, une fraiseuse, une scie ou analogue, notamment une machine combinée pour bricoleur, avec un arbre moteur et, pour le choix de la rotation à droite ou à gauche de l'arbre moteur, une boite d'engrenage commutable avec roue dentée motrice placée sur l'arbre moteur et faisant tourner celui-ci, engrenage ré- ducteur en amont de cette roue dentée dans le sens d'écoulement de la transmission et roue dentée intermédiaire en prise avec l'engre- nage réducteur et la roue dentée d'entraînement. Dans une perceuse connue de ce type, il existe deux vitesses pour la rotation à droite et à gauche par l'intermé- diaire de la boite d'engrenage, grace à la mise en place sur l'arbre moteur et sur l'arbre intermédiaire d'un certain nombre de roues dentées qui sont mutuellement en prise, les roues dentées sur l'arbre intermédiaire pouvant, par un déplacement axial, être - en position de débrayage ou de verrouillage avec l'arbre intermédiaire. L'une des roues dentées placée sur l'arbre moteur est solidaire de celui-ci en rotation et elle constitue la roue dentée motrice pour l'arbre moteur, alors que les autres roues dentées sont folles sur l'arbre moteur et servent à l'inversion du sens de rotation de l'arbre inter- médiaire. Les roues dentées sur l'arbre intermédiaire comportent une première et une seconde série d'évidements. Par suite de la constitu- tion appropriée de l'arbre intermédiaire, les roues dentées peuvent être rendues solidaires de l'arbre dans les deux sens par l'inter- médiaire des premiers évidements, à l'aide de blocages à billes, alors que les seconds évidements assurent la rotation libre des roues dentées dans les deux sens de rotation. Ces blocages à billes se composent chacun de deux billes disposées dans un trou transversal de l'arbre intermédiaire, lesquelles billes sont poussées dans les évidements par un ressort placé entre elles, Les preiaiers et seconds évidements de chacune des roues dentées sont placés l'un derrière l'autre dans le sens axial. La complexité nécessaire des engrenages dans cette boite est considérable. I1 faut en effet pour une perceuse à deux vitesses, avec deux vitesses pour la rotation à droite et deux vitesses pour la rotation à gauche, trois roues dentées placées sur l'arbre moteur, quatre sur l'arbre intermédiaire et deux roues den- tées intermédiaires. Il en résulte non seulement des frais de fabri- cation élevés mais surtout des pertes de transmission considérables qui abaissent notablement la puissance de la machine. En outre, la fabrication de blocages à billes pour les différentes roues dentées de l'arbre intermédiaire est techniquement très complexe, ce qui affecte encore les frais de fabrication. La machine portative de l'invention est caractérisée en ce qu'on a prévu au moins deux roues dentées d'entralnement qui sont libres sur l'arbre moteur et peuvent être accouplées à celui-ci de façon à transmettre les couples, et en ce qu'au moins une roue dentée est en prise directement avec l'engrenage réducteur, au moins une roue dentée étant en prise avec l'engrenage à l'aide d'une roue intermédiaire. Grâce à cette caractéristique, la machine présente l'avantage d'un nombre minimal d'appariements de roues dentées, de sorte qu'ainsi les pertes de transmission sont déjà largement ré- duites. Le faible nombre de roues dentées et l'accouplement de cons- truction simple des roues dentées à l'arbre moteur sont l'origine de frais de fabrication réduits. Sans modification notable du prin- cipe de construction, la machine peut être à une et/ou deux vitesses. Dans le cas d'une machine à deux vitesses, avec deux vitesses pour la rotation à droite et une vitesse pour la rotation à gauche, la machine de l'invention ne nécessite par exemple que trois roues dentées sur l'arbre moteur, deux roues dentées sur l'arbre intermé- diaire et une roue dentée intermédiaire. Le dispositif supplémentaire connu, tel que l'accouplement de sécurité,et la mise en place connue d'interrupteurspeuvent être maintenus sans changement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente en coupe une vue latérale d'une machine combinée pour bricoleur; - la figure 2-représente une coupe longitudinale de la machine de la figure 1; et - la figure 3 représente une coupe le long de la ligne III-III de la figure 2. La machine combinée pour bricoleur représentée sur les figures 1 à 3 comme exemple de machine portative à moteur élec- trique comporte un carter 10 et un arbre moteur il logé dans le car- ter. L'arbre 11 est entraîné, à l'aide d'un engrenage 12, par un moteur électrique 13 visible partiellement sur la figure 2 et qui est inclusdans le carter 10. Le moteur 13 possède un arbre de sortie 14 qui porte un pignon d e nté 15 en prise avec l'engrenage 12. L'engrenage 12 peut être commuté pour le choix de la rotation à droite ou à gauche de l'arbre 11 Pour cela, il com- porte trois roues dentées d'entraînement 16, 17, 18 qui sont libres sur l'arbre 11 et qui peuvent être accouplées à volonté avec celui-ci pour transmettre des couples. L'engrenage 12 comporte, comme autre constituants, un engrenage réducteur 19 qui possède un arbre 20 parallèle à l'arbre 11 et logé dans le carter 10, et deux roues den- tées 21 et 22 solidaires en rotation de l'arbre 20 dans les deux sens. Alors que la roue dentée 22 par exemple est emmanchée sur l'arbre 20, dans la machine décrite, la roue dentée 21 fait une seule pièce avec l'arbre 20. Celui-ci comporte encore une roue dentée libre 23 qui fait partie d'un accouplement de sécurité 24. Sur leurs deux faces, les roues dentées 22 et 23 placées axialement l'une derrière l'autre sur l'arbre 20 s'enclenchent l'une dans l'autre à la façon d'un accouplement à encliquetage et elles sont maintenues en prise par un ressort de compression 25 s'appuyant dans le sens axial de l'arbre 20 sur la roue dentée 23. Celle-ci engrène directe- ment avec le pignon 15 de l'arbre 14 du moteur l!ectrique 13. La roue 22 de l'engrenage 19 est en prise permanente avec la roue dentée 16, et la roue 21 est en prise permanente avec la roue 17. La troisième roue dentée 18 est en prise par une roue dentée intermédiaire 26 (figure 3) avec la roue dentae 21 de l'engre- nage 19. La roue 26 est logée sur un goujon 27 disposé dans le car- ter 10, parallèlement à l'arbre 11 et à l'arbre 20. Les roues den- tées 16-18, les roues 21, 22 de l'engrenage 19 et la roue intermé- diaire 26 sont en prise mutuelle permanenteo Pour l'accouplement transmetteur de couple entre les roues 16, 17, 18 placées directement l'une derrière l'autre dans le sens axial et l'arbre 11, on a prévu un dispositif d'accouplement 28. Celui-ci comporte deux clave Les coulissantes 29, 30 mobiles axiale- ment sur l'arbre 11. Les deux clavettes sont diamétralement opposées sur l'arbre 11 et elles pénètrent chacune dans une rainure axiale extérieure 31, 32 de l'arbre Il. Les clavettes 29, 30 présentent une saillie radiale 33, 34 qui p eu t pénétrer dans une rainure intérieure axiale associée 35, 36 de chacune des roues 16, 18, par emboîtement. Les deux clavettes sont déplacées axialement en synchronisme par un dispositif de manoeuvre 37. Elles relient alors Mécaniquement l'une des trois roues 16-18 à l'arbre 11. Le dispositif 37 comporte un inverseur manuel 38 (figure 1) à commande manuelle, sous la forme d'une manette incli- nable. L'inverseur 38 est relié rigidement à une roue dentée 39 qui engrène avec une crémaillère 40 mobile dans le sens axial. La crémaillère 40 porte lin élément d'accouplement 41 qui se termine par une bague 42 entraînant les clavettes 29> 30. Suivant la position de l'inverseur 38, la crémaillère 40 et l'élément 41 déplacent les deux clavettes 29, 30 le long de l'arbre 11. Sur les figures 1 et 2, la machine combinée est représentée avec la première vitesse enclenchée dans le sens de rota- tion à droite. L'inverseur 38 est dirigé sur le symbole e'l" (fi- gure 1) représenté sur le carter 10. Dans cette position de l'inver- seur 38, la crémaillère 40, l'él.ment 41 et les clavettes 29, 30 prennent les positions représentées sur les figures iet 2. Les deux clavettes 29, 30 relient mécaniquement, par leurs saillies radiales 33 et 34, la roue dentée 17 à l'arbre.11. Si le moteur élec- trique 13 est branche, l'arbre 14 tourne à droite, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre. Le pignon 15 entraîne par la roue dentée 23 et la roue dentée 22 l'engrenage réducteur 19 et par suite la roue dentée 21 à gauche (sens inverse des aiguilles d'une montre). La roue 21 engrène avec la roue 17 qui est relu e mécanique- ment à l'arbre ll et elle entraîne celle-ci dans le sens à droite. Par suite, l'arbre il tourne à droite avec une vitesse déterminée par le rapport de transmission entre la roue 21 et la roue 17. La roue intermédiaire 26 engrenant également avec la roue 21 entraîne la roue 18. Mais comme celle-ci est folle sur l'arbre 1l,-cela est sans effet. Il en est de même pour la roue 16 qui est entraînée à droite par la roue 22, mais qui tourne librement sur l'arbre 11. Si l'inverseur 38 de la figure 1 est amené vers la droite, de façon à être dirigé sur le symbole "L" (rotation à gauche), la crémaillère 40 de la figure 1 est déplacée sur la gauche par la roue dentée 39. L'élément 41 déplace les deux clavettes 29, 30 de la figure 2 vers la gauche, jusqu'à ce que les saillies radiales 33, 34 des clavettes pénètrent dans les rainures intérieures 35, 36 de la roue 18. Dans cette position de l'inverseur 38, la roue 18 est fixée mécaniquement sur l'arbre 11. La transmission est réalisée alors par l'intermédiaire de la roue 21, entraînée à gauche indirec- tement par l'arbre moteur 14 tournant à droite, la roue intermé- diaire 26 tournant à droite et la roue 18 tournant à gauche, qui entraîne alors l'arbre 11 à gauche avec une vitesse de rotation déterminée par le rapport de transmission entre la roue 21 et la roue 18. Si l'inverseur 38 de la figure 1 est incliné vers la gauche, de façon à indiquer le symbole "2" (deuxième vitesse à droite), les clavettes 29, 30 de la figure 2 sont déplacées vers la droite jusqu'à ce que la roue 16 soit reliée mécaniquement à l'arbre 11. Celui-ci tourne alors à droite avec une vitesse déterminée par le rapport de transmission entre la roue 22 de l'engrenage 19 et la roue 16. Pour diminuer les pertes par frottement, les roues dentées 16 et 18, notamment la roue 18, peuvent être supportées sur l'arbre Il par des roulements, notamment des roulements à billes. Comme on l'a décrit en détail ci-dessus, la machine combinée représentée sur les figures 1 à 3 possède deux vitesses à droite et une vitesse à gauche. L'arbre moteur Il possède donc au total trois allures de rotation possibles. En conséquence, l'arbre Il comporte au total trois roues dentées d'entraînement 16-18. Une augmentation ou une diminution du nombre de vitesses de rotation est possible à volonté sans qu'il soit nécessaire de changer le principe de construction de la boite d'engrenage 12. La machine combinée peut également être munie d'un dispositif de perçage à percussion 43 comme le montre la figure 2, sans que la modification de la boite 12 soit nécessaire. En outre, le mode de construction avec les roues dentées folles sur l'arbre moteur permet par exemple le montage d'une machine à trois vitesses pour la rota- tion à droite. La roue intermé.diaire 26 est supprimée et la roue 18 engrène directement avec une troisième roue dentée correspondant au rapport désiré dans l'engrenage réducteur 19. Le montage courant sous la forme d'éléments démontables reste inchangé, Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui vien- nent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E ND ICATIONS 1. Outil portatif à moteur, tel qu'une perceuse, une fraiseuse, une scie ou analogue, notamment une machine combinée pour bricoleur, avec un arbre moteur et, pour le choix de la rotation à droite ou à gauche de l'arbre moteur, une botte d'engrenage commutable avec roue dentée motrice placée sur l'arbre moteur et le faisant tour- ner, engrenage rédu cteur en amont de cette roue dentée dans le sens d'écoulement de la transmission et roue dentée intermédiaire en prise avec l'engrenage réducteur et la roue dentée d'entraînement, carac- térisé en ce qu'on a prévu au moins deux roues dentées d'entraîne- ment (16, 17, 18) qui sont libres sur l'arbre moteur (11) et peuvent être accouplées à celui-ci de façon à transmettre les couples, et en ce qu'au moins une roue dentée (16, 17) est en prise directement avec l'engrenage réducteur (19), au moins une roue dentée (18) étant en prise avec l'engrenage (19) à l'aide d'une roue intermédiaire (26). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif d'accouplement (28) fixant, de préférence mécaniquement, les roues dentées d'entraînement (16, 17, 18) sur l'arbre moteur (11). 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (28) comporte au moins une clavette coulissante (29, 30) mobile axialement sur l'arbre (11) et guidée dans une rainure extérieure axiale (31, 32) de l'arbre (11) et qui peut pénétrer au choix, à l'aide d'une saillie radiale (33, 34), dans une rainure intérieure axiale associée (35, 36) des roues dentées (16, 17, 18). 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement (28) est attaqué, de préférence sur la clavette coulissante (29, 30), par un dispositif de manoeuvre (37) qui comporte un inverseur (38) à commande manuelle ayant de préfé- rence la forme d'une manette inclinable. 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de manoeuvre (37) comporte une crémaillère (40) mobile axialement e t 1 a. manette (38) comporte un secteur denté, de préférence une roue dentée (39) , engrenant avec la crémaillère (40), et en ce que celle-ci est reliée rigidement par un élément d'accou- plement (41) avec la clavette (29, 30). 6. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que la roue dentée intermédiaire (26) est logée sur un goujon (27) dirigé parallèlement à l'arbre moteur (11). 7. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les roues dentées d'entraînement (16, 18), de préférence la roue dentée (16) engrenant avec la roue intermé- diaire (26), sont portées par l'arbre (11) à l'aide d'un roulement, de préférence un roulement à billes. 8. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on a prévu sur l'arbre 11 un nombre de roues dentées d'entraînement (16, 17, 18) correspondant au nombre de vi- tesses de rotation possibles de l'arbre de travail (11) en rotation à droite ou à gauche.