Brevet FR2526348A1 — publié le 19831110

La présente invention concerne des perceuses électriques, et des outils motorisés portatifs semblables, qui remplissent différentes fonctions comme l'application d'une percussion, l'établissement de vitesses multiples, une réversibilité et un accouplement électronique. La présente invention concerne l'incorporation d'un système de commande à un outil motorisé électrique remplissant deux ou plusieurs desdites fonctions de façon que ces fonctions puissent être sélectivement combinées. Dans l'art antérieur il existe des perceuses électriques, disponibles dans le commerce,-qui combinent à la fonction usuelle de perçage celles de percussion, de réversibilité et d'accouplement électronique. On connait également dans l'art antérieur des perceuses électriques comportant des boites à plusieurs vitesses de manière que la perceuse puisse fonctionner à différentes vitesses présélectionnées. Le but d'une fonction de percussion est essentiellement de permettre le perçage de matériaux particulièrement résistants qui ne sont pas faciles à percer, par exemple du béton. Une fonction de réversibilité permet de faire tourner en sens contraire un foret, par exemple pour l'extraire plus facilement d'un trou qui vient d'être percé, ou bien pour enlever des vis. De telles opérations peuvent commodément être effectuées à une vitesse plus faible que celle parfois nécessaire pour un perçage. La fonction d'accouplement électronique permet de couper automatiquement le courant fourni au moteur lorsque le couple appliqué à l'arbre d'induit du moteur dépasse une valeur maximale prédéterminée. Certaines desdites fonctions, par exemple celles de percussion et de réversibilité, ne doivent pas coexister pour éviter un endommagement du foret. Egalement il est parfois préférable d'exclure la fonction d'accouplement électronique pour certaines opérations de manière à éviter à l'accouplement d'arrêter de façon continue le moteur et de rendre impossible l'exécution de types particuliers d'opéra tions, par exemple pour certaines opérations de percussion exécutées à une vitesse et un couple élevés. L'invention a pour but de pourvoir une perceuse électrique d'un système de commande permettant à l'opérateur de sélectionner et d#obtenir la combinaison désirée et correcte de fonctions sans aucune possibilité d'erreur. Pour obtenir ccrtaines #esdites fonctions. il est nécessaire de déplacer mécaniquement un ou plusieurs composants internes de la perceuse électrique. Par exemple, lors d'un changement de vitesse avec une boîte à vitesses multiples, un ou plusieurs engrenages sont déplaces mecaniquement. Egalement, lors du passage d'un mode de "per-ussion" à un mode de "perçage seulement 3', et inversement, une butée de limitation de mouvement de la broche porte-mandrin est usuellement tournée mécaniquement. Pour obtenir d'autres fonctions, il est nécessaire d'effectuer les modifications du circuit électrique, par exemple pour enclencher ou rendre sans effet un accouplement électronique. Conformément à l'invention, il est prévu un outil motorisé portatif comportant un moteur électrique, un circuit de commande des fonctions du moteur, et un dispositif manoeuvrable manuellement pour sélectionner mécaniquement différents modes de fonctionnement de outil motorisé, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande actionne également un ou plusieurs contacteurs électriques qui annulent ou enclenchent une ou plusieurs desdites fonctions du moteur commandées par ledit circuit de commande. De préférence, le dispositif de commande est un coulisseau auquel est relié, à l'intérieur du carter d'outil, un élément en forme de tige qui actionne un ou plusieurs desdits contacteurs électriques. Le coulisseau peut être accouple mecaniquement avec un engrenage mobile d'une boîte à vitesses multipies, un mouvement du coulisseau sélectionnant le rapport de transmission de la boîte de vitesses. En variante, ou en addition, le coulisseau peut déplacer un mi~canis-r~e de changement de mode pour passar mode de percussion " à un mode de " perçage seulement ", et inversement. Un des contacteurs électriques peut commander une fonction de réversibilité et un autre une fonction d'accouplement électronique ou bien un contacteur peut commander simultanément les deux fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique. Le coulisseau peut comporter trois positions pour une perceuse à percussion ayant des fonctions de réver sibilité et d'accouplement électronique. Dans une première position du coulisseau, une percussion est exclue et deux contacteurs sont actionnés pour enclencher les deux fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique. Dans une seconde position du coulisseau, la fonction de percussion est établie, la fonction de réversibilité est annulée et le contacteur d'accouplement électronique est encore actionné. Pour la troisième position du coulisseau, la fonction de percussion est établie mais les deux contacteurs précités sont au repos. De préférence, l'élément en forme de tige, relié au coulisseau, est orienté parallèlement à l'axe de rotation du moteur et comporte une ou plusieurs parties en matière isolante. Ces parties peuvent être insérées entre deux contacts électriques élastiques d'une ou plusieurs paires de contacts pour ouvrir un ou plusieurs desdits contacteurs électriques. Pour une perceuse à plusieurs vitesses, Une fourche de déplacement d'engrenage peut être fixée sur l'extrémité avant de l'élément en forme de tige. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 est un schéma à blocs du système de commande d'un mode de réalisation de l'invention, appliquée à une perceuse à percussion remplissant des fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique, la fig. 2 est une vue latérale de la partie avant d'un autre mode de réalisation de l'invention, appliquée à une perceuse à deux vitesses, la vue étant en partie arrachée pour montrer certains composants internes, la fig. 3 représente schématiquement une coupe partielle de la perceuse de la fig. 2, l'orientation de certaines parties étant modifiée et la figure montrant une partie de la boite à deux vitesses, et la fig. 4 est une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la fig. 2. Sur la fig. 1, le bloc fonctionnel 1 représente un élément de commande déplaçable manuellement, de préférence un coulisseau, pour enclencher ou annuler la fonction-de percussion d'une perceuse à percussion. L'élément de commande 1 est déplaçable manuellement entre trois positions et, en fonction de la position sélectionnée, il produit trois ordres A, B et C pour un circuit de commande 2 coopérant avec le moteur 3 de la perceuse. Le bloc fonctionnel 4 représente la fonction de percussion de la perceuse. Le bloc fonctionnel 5 représente une fonction de réversibilité du moteur 3 qui permet d'inverser le sens de rotation du moteur. Le bloc fonctionnel 6 représente une fonction d'accouplement électronique du moteur 3 de manière que le courant d'alimentation du moteur soit automatiquement coupé lorsque son arbre d'induit dépasse un couple prédéterminé. Le coulisseau 1, ou un élément de commande équivalent, provoque, lorsqu'il se trouve dans une première position, un arrêt de la broche d'entraînement de la perceuse dans une position où deux cliquets de percussion sont maintenus dans des positions axialement espacées et ne peuvent ainsi pas produire un mouvement alternatif axial de percussion de la broche porte-mandrin. Dans les deux autres positions du coulisseau 1, la broche 'd'entraînement n'est pas empêchée d'exécuter un mouvement axial limité et les deux cliquets de percussion peuvent coopérer et tourner l'un par rapport à l'autre pour produire une action de percussion par la broche d'entraînement. Cette action de percussion se produit lorsque l'utilisateur de la perceuse applique le foret contre une pièce de manière à faire déplacer axialement la broche portemandrin dans la perceuse en opposition à l'action d'un léger ressort en vue d'enclencher les deux cliquets de percussion, comme cela est bien connu dans l'art antérieur. Le coulisseau 1, en plus de sa fonction de percussion, assure l'ouverture et la fermeture de deux séries de contacteurs ou interrupteurs électriques dans des combinaisons différentes en fonction des trois positions que le coulisseau 1 occupe. Un moyen d'encliquetage est utilisé pour retenir, avec possibilité de libération, le coulisseau dans la position sélectionnée. Dans la première position du coulisseau 1, l'ordre A est fourni au circuit de commande 2. Dans cette position, les deux contacteurs ou séries de contacts sont fermés et ils introduisent ainsi la fonction de réversibilité 5 et la fonction d'accouplement électronique 6 dans le circuit de commande 2. La perceuse peut alors fonctionner dans le mode " perçage seulement ", la fonction de percussion étant annulée, mais il est possible d'obtenir une inversion par actionnement d'un contacteur inverseur. Egalement, si la perceuse est surchargée, l'accouplement électronique assure la déconnexion du moteur 3. En d'autres termes, l'ordre A exclut la fonction de percussion mais il enclenche les fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique. Dans la seconde position du coulisseau 1, l'ordre B est fourni au circuit de commande 2. Dans ce cas, l'action de percussion est enclenchée, le contacteur associé à la fonction de réversibilité est ouvert mais le contacteur associé à la fonction d'accouplement électronique reste fermé. En conséquence, avec l'ordre B, la perceuse fonctionne avec action de percussion et avec la fonction d'accouplement électronique mais elle ne peut pas fonctionner en sens inverse, c'est-à-dire que la fonction de réversibilité est rendue sans effet. Dans la troisième position du coulisseau 1, l'ordre C est fourni au circuit de commande 2. Dans cette position, la perceuse fonctionne encore dans le mode de @'percussion" mais les deux contacteurs associés à la fonction de réversibilité et à la fonction d'accouplement électronique sont ouverts. En conséquence l'ordre C oblige la perceuse à fonctionner avec percussion, en combinaison avec une rotation du foret, mais il élimine les fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique. Bien que, dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, les contacteurs soient ouverts pour éliminer des fonctions, le circuit pourrait être conçu de telle sorte que les contacteurs soient fermés pour éliminer des fonctions et soient ouverts pour introduire des fonctions. Le mode de réalisation de la fig. 1 peut être modifié de différentes manières en relation avec les fonctions que doit remplir un outil motorisé portatif particulier, sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple l'ordre B pourrait être éliminé et le coulisseau pourrait être déplacé entre seulement deux positions engendrant respectivement l'ordre A ou l'ordre C. Ainsi, dans le mode " perçage seulement ", les deux fonctions de réversibilité et d'accouplement peuvent être établies mais, dans le mode de percussion, ces deux fonctions sont éliminées. En outre, la perceuse à percussion pourrait comporter une boîte à vitesses multiples et, par exemple, les ordres B et C pourraient commander des vitesses différentes de rotation de la broche porte-mandrin. Dans un autre mode de réalisation, la perceuse peut comporter seulement un mode "perçage seulement " et ne pas pouvoir exercer une action de percussion ; dans ce cas, le bloc fonctionnel 4 pourrait représenter une vitesse élevée. On obtiendrait alors pour l'ordre A une rotation de la perceuse à vitesse lente avec enclenchement des fonctions de réversibilité et d'accouplement alors que, pour l'ordre C, la perceuse tournerait à vitesse élevée sans intervention des fonctions de réversibilité et d'accouplement. La fig. 2 représente une perceuse à deux vitesses qui est pourvue d'un dispositif sélecteur 10, manoeuvrable manuellement et se présentant sous la forme d'un coulisseau de commande 11 servant à faire déplacer des engrenages pour modifier la vitesse. Un bouton-poussoir 12 pouvant être enfoncé assure le blocage du coulisseau 11 dans la position sélectionnée. Le coulisseau a été représen té dans la position correspondant à la basse vitesse. Par enfoncement du bouton-poussoir 12 et par déplacement du coulisseau ll,vers la gauche dans la direction de la flèche 23, on enclenche la vitesse élevée. Une tige 14 est reliée au coulisseau 11 et se déplace avec lui. L'extrémité arrière de la tige 14 est pourvue d'un embout pointu 17 en matière isolante, par exemple en matière plastique appropriée. Dans la position de basse vitesse représentée, la pointe isolante 17 est disposée entre deux contacts métalliques élastiques 21 qu'elle sépare. Quand le coulisseau 11 est déplacé dans la direction de la flèche, la pointe 17 est dégagée des contacts#électriques 21 qui se ferment alors et changent une fonction dans un circuit de commande 22. Le circuit de commande 22 est agencé sous la forme d'une plaquette à circuit imprimé qui est montée juste en dessous de la partie supérieure du carter de perceuse.Différents composants électroniques sont montés sur la plaquette à circuit imprimé. Le circuit de commande 22 établit plusieurs fonctions opérationnelles de la perceuse, par exemple une commande à une vitesse sélectionnée, une fonction d'accouplement électronique protégeant le moteur électrique de la perceuse et une fonction d'inversion du sens de rotation du moteur. La fig. 3 montre le coulisseau 11 qui est rigidement relie' à la tige 14 par un support 13 de forme triangulaire dirigé vers le bas à partir de l'arrière du coulisseau 11 et solidaire de celui-ci. La tige 14 comporte une partie filetée qui passe au travers du support 13 de façon à permettre un réglage de la position axiale de la tige 14 par rapport au support 13 en cours d'assemblage de l'outil motorisé. La figure montre le circuit de commande 22 avec les contacts élastiques 21 dirigés vers le bas et maintenus espacés l'un de l'autre par la pointe isolante 17. Le circuit de commande comporte des fils, dont un est indiqué en 24, à l'aide desquels il est relié électriquement au contacteur à gâchette de la perceuse et au moteur électrique de cette dernière.La fig. 4 montre plus clairement, en regardant à partir de l'extrémité arrière de la perceuse, comment les contacts 21 sont formés sur les extrémités de bandes métalliques élastiques qui sont d'abord dirigées vers le bas à partir de la plaquette à circuit imprimé du circuit de commande 22 puis qui s'étendent latéralement jusqu'à l'emplacement axial de la pointe isolante 17. En revenant à la fig. 3, on voit que la tige 14 s'étend vers l'avant au travers d'un siège cylindrique 15 usiné dans la paroi de la boîte de vitesses, la tige 14 pouvant coulisser dans ce siège 15. Un levier fourchu 16 est fixé rigidement sur l'extrémité avant de la tige 14 et s'étend perpendiculairement à celle-ci.Les branches de fourche du levier 16 s'engagent dans une rainure annulaire 18 usinée dans le moyeu d'un premier engrenage 19 qui est monté avec possibilité de coulissement sur la broche porte-mandrin 20. L'engrenage 19 et la broche 20 comportent des cannelures axiales qui sont en prise et la broche 20 est entraîne en rotation par l'engrenage 19. Un pignon placé sur l'arbre d'induit du moteur de perceuse est en prise avec un engrenage 25 monté sur un arbre de renvoi 26 et assure son entraîne- ment. Dans la position indiquée sur la fig. 3, le train d'engrenages est complété par un autre engrenage 27 monté sur l'arbre de renvoi et en prise avec l'engrenage 19, quand la perceuse fonctionne à vitesse lente. Il est à noter que le coulisseau 11 se trouve dans une position arriere. Quand le coulisseau 11 est poussé vers l'avant dans la direction de la flèche 23, le levier fourchu 16 fait glisser l'engrenage 19 vers l'avant le long de la broche pour le désaccoupler de l'engrenage 27 et pour l'amener en prise avec un autre engrenage ( non représenté ) fixé sur la broche 20 ; ce dernier engrenage est en prise avec un autre engrenage ( non représenté ) prévu sur l'arbre de renvoi 26 et il complète une seconde ligne de transmission à l'aide de laquelle la broche 20 est entraînée en rotation à grande vitesse. Pendant ce mouvement d'avancement de la tige 14 sous l'action du coulisseau 11, la pointe isolante 17 est dégagée des deux contacts 21 qui se ferment alors. Lorsque les contacts 21 sont ouverts, les fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique sont établies pour le circuit de commande 22. Quand les contacts 21 sont fermés, ces fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique sont rendues sans effet. En fonctionnement, quand le coulisseau 11 se trouve dans la position de la fig. 3, la perceuse opère à basse vitesse, le moteur électrique est protégé par l'accouplement électronique contre une surcharge et le sens de rotation de la broche peut être inversé par actionnement manuel d'un contacteur inverseur ( non représenté ) qui est bien connu dans l'art antérieur. Lorsque le coulisseau 11 est déplacé jusque dans sa position avant,la perceuse fonctionne à grande vitesse, l'accouplement électronique étant déconnecté , et le sens de rotation de la perceuse ne peut pas être inversé. En conséquence, pour un fonctionnement à basse vitesse et à couple élevé, la perceuse peut être utilisée dans l'une ou l'autre direction jusqu'à un couple prédéterminé.Cependant la perceuse a la possibilité d'effectuer un perçage à grande vitesse, sans interruption de couple, seulement dans la direction normale. En fonction de l'application envisagée pour la perceuse électrique, les contacts 21 pourraient commander seulement la fonction d'accouplement électronique ou bien la fonction de réversibilité. Le mode de réalisation des figures 2, 3 et 4 peut être modifié en prolongeant la tige 14 vers l'arrière et en formant sur ce prolongement arrière une seconde pointe ou section de matière isolante, cette seconde pointe opérant sur une seconde paire de contacts électriques qui sont reliés au circuit de commande 22. Cette seconde paire de contacts peut être agencée de manière à enclencher ou rendre sans effet une fonction du circuit de commande 22 alors que les contacts 21 sont agencés pour commander une autre fonction. Le coulisseau 11 peut être agencé de manière à comporter trois positions dans lesquelles il peut être verrouillé par le bouton-poussoir 12 , dans la première position, correspondant à l'ordre A de la fig. 1, les deux paires de contacts pourraient être ouvertes ; dans la seconde position correspondant à l'ordre B de la fig. 1, la seconde paire de contacts serait fermée et les contacts 21 encore ouverts ensuite dans la troisième position, en correspondance à l'ordre C, les deux paires de contacts seraient fermées. Dans une autre variante des modes de réalisation décrits ci-dessus, la perceuse pourrait être pourvue de deux coquets de percussion coopérants placés autour de la broche 20, ainsi que d'un dispositif de changement de mode servant à retenir la broche dans une position avant et à permettre à cette broche un mouvement alternatif axial limité, comme cela est bien connu dans l'art antérieur. Dans une position, le dispositif de changement de mode ferait fonctionner la perceuse dans un mode " perçage seulement et, dans une autre position ( ou une gamme de positions ), il ferait fonctionner la perceuse dans un mode de ' percussion " en même temps que le perçage.Le coulisseau ll pourrait être agencé, par une tringlerie mécanique, pour actionner le dispositif de changement de mode, En conséquence, la perceuse pourrait fonctionner pour l'ordre A à une vitesse dans le mode " perçage seulement " et avec enclenchement des fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique. Ensuite, pour l'ordre B, la perceuse fonctionnerait à la même vitesse dans le mode " percussion " avec établissement de la fonction d'accouplement électronique mais avec annulation de la fonction de réversibilité Enfin, pour l'ordre C, la perceuse fonctionnerait à une autre vitesse dans le mode "percussion ", avec annulation des deux fonctions d'accouplement électronique et de réversibilité. Il est par conséquent à noter que, conformés ment à l'invention, le coulisseau est utilisé pour changer un agencement mécanique de l'outil motorisé et pour assurer simultanément et automatiquement l'enclenchenent cu l'annulation d'autres fonctions dans le circuit eectronique. En conséquence l'opérateur peut sélectionner les combinaisons de fonctions les plus appropriées pour le type d'opération à exécuter et sans le risque de combiner incorrectement et par inadvertance une série de fonctions qui pourraient provoquer un endommagement de l'outil ou son fonctionnement incorrect. REVENDICATIONS 1. Outil motorisé portatif comportant un moteur électrique, un circuit de commande servant à commander des fonctions du moteur et un dispositif de commande manoeuvrable manuellement pour sélectionner mécaniquement différents modes de fonctionnement de l'outil motorisé, caractérisé en ce que le dispositif de commande (10) actionne également un ou plusieurs contacteurs électriques (21) qui enclenchent ou annulent une ou plusieurs desdites fonctions (5, 6) du moteur qui sont commandées par ledit circuit de commande (22). 2. Outil motorisé portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une boîte de vitesses permettant audit outil de fonctionner à deux vitesses différentes et en ce que ledit dispositif de commande (10) est mécaniquement accouplé avec un engrenage mobile (19) de la boite de vitesses, un mouvement dudit dispositif de commande (10) sélectionnant le rapport de transmission de ladite boite de vitesses. 3. Outil motorisé portatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande (10 ) comprend un coulisseau (11) auquel est relié un élément (14) qui actionne un ou plusieurs desdits contacteurs électriques (21). 4. Outil motorisé portatif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément (14) a une forme de tige et s'étend parallèlement à l'axe de rotation dudit moteur et en ce que ledit élément (14) comporte une ou plusieurs sections (17) en matière isolante qui peuvent être insérées entre deux contacts électriques élastiques (21) d'une ou plusieurs paires de contacts pour ouvrir le ou les contacteurs précités (21). 5. Outil motorisé portatif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une fourche de déplacement d'engrenage (16) est fixée sur et est dirigée vers le bas à partir dudit élément en forme de tige (14). 6. Outil motorisé portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un mécanisme de percussion est associé à la broche porte-mandrin (20) de l'outil motorisé pour permettre à cet outil de fonctionner dans un mode de "percussion " (4) et en ce que ledit dispositif de commande (10) manoeuvrable manuellement est relié à un mécanisme de changement de mode pour sélectionner ledit mode de "percussion" ou bien un mode de " perçage seulement ". 7. Outil motorisé portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (22) comprend une fonction de réversibilité (5) qui est enclenchée ou annulée par un mouvement dudit dispositif de commande (10). 8. Outil motorisé portatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (22) comprend une fonction d'accouplement électronique (6) qui est enclenchée ou annulée par un mouvement dudit dispositif de commande (10). 9. Outil motorisé portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des modes de "percussion" (4) et de "perçage seulement ", en ce que lesdites fonctions du moteur comprennent une fonction de réversibilité (5) et une fonction d'accouplement électronique (6) qui sont enclenchées ou annulées par des contacteurs d'insertion séparés (21), en ce que ledit dispositif de commande (10) est un coulisseau (11) comportant trois positions, en ce que dans la première position du coulisseau (11) le mode "perçage seulement " est établi et les deux contacteurs d'insertion (21) sont actionnés pour enclencher les fonctions de réversibilité et d'accouplement électronique (5, 6), en ce que dans la seconde position le mode de "percussion " (4) est établi alors que le contacteur de réversibilité est au repos et que le contacteur d'accouplement électronique est actionné et en ce que, dans la troisième position, le mode de "percussion" (4) est établi mais les deux contacteurs d'insertion (21) sont au repos. 10. Outil motorisé portatif selon la revendication (9), caractérisé en ce que le coulisseau (11) actionne également le changement de vitesses dans une boîte à vitesses multiples.