Brevet FR2528639A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne un outil portatif électrique, notamment une perceuse et une visseuse comportant un circuit de réglage de vitesse de rotatlGo^,et une limitation de couple. Dans des perceuses portatives, qui sont utilisées avec une lame de tournevis serré en position pour le vissage et le dévissage de vis, on doit avoir la possibilité d'effectuer, fréquem & ent en plus du réglage électrique de la vitesse de rotation, également une limitation du couple maximal. Il est alors possible de serrer des vis avec le couple désiré correspondant La même considération s'applique au taraudage de trous et à d'autres opérations. Malgré les multiples possibilités, la manoeuvre de tels outils portatifs doit être aussi simple que possible et on doit exclure au maximum les fausses manoeuvres et les opérations dangereuses. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un outil portatif électrique du type défini ci-dessus, qui est caractérisé en ce que le limiteur de couple peut être commandé et en ce que, lorsque le limiteur de couple est enclenché, une vitesse de rotation réduite est automatiquement établie. Dans le cas d'une visseuse ou bien d'une perceuse utilisée comme visseuse, on doit notamment opérer avec une vitesse de rotation relativement basse pour pouvoir effectuer correctement le vissage de vis et, d'une manière semblable, le taraudage de trous. A cause d'un manque d'at-tention ou de connaissances, on oublie cependant fréquemment d'enclencher dans de telles opérations une vitesse de rotation réduite. Selon l'invention par contre, une vitesse de rotation réduite est également établie automatiquement lors de l'enclenchement du limiteur de couple. Ainsi, dans le cas d'un outil portatif comportant un moteur universel actionné par un variateur à comamnde de phase et pourvu d'un circuit de commandé oui de régulation de vitesse de rotation, qui utilise un potentiomètre soumis à une tension continue pour le réglage de la valeur de consigne de la vitesse de rotation, il est prévu qus, lors de l'établissement de la limitation de couple la tension appliquée au potertiomètre soit réduite.Cette réduction de tension a le même effet qu'un réglage du potentiomètre à une tension plus basse et par conséquent le même effet qu'une vitesse de rotation plus faible. ta réduction de tension peut alors être choisie par exemple de manière à obtenir une réduction de moitié de la vitesse de rotation. Avantageusement ie circuit de limitation de couple peut contenir un premier étage basculant auquel est appliquée une tension proportionnelle au couple et qui, lorsqu'un seuil prédéterminé est atteint, commute d'un premier etat stable dans un second état stable, la sortie de 1'étage basculant ne fournissant une tension continue au potentiomètre qu dans le premier état stable. Lorsqu'alors le seuil prédétermine est atteint, et par conséquent le couple maximal, l'étage basculant commute dans le second état stable et le potentiomètre servant au réglage de la valeur de consigne de la vitesse de rotation est désexcité. Il en résulte un arrêt du moteur par le circuit de commande ou régulation. La tension proportionnelle au couple peut par exemple être produite à l'aide d'une mesure électrique directe en utilisant des capteurs de pression. Une variante de l'invention prévoit cependant que la tension proportionnelle au couple soit dérivée de la chute de tension dans une résistance-shunt prévue dans le circuit d'aXimentation du moteur par redressement au moyen d'un redresseur contenant un amplificateur opra- tionnel. Du fait qu'un tel redresseur fonctionne d'une manière connue également déjà pour de très faibles ten suions, la récistance-gn. nt -3a foin lavoir qu'une très faible valeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier étage basculant contient un premier amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse reçoit la tension proportionnelle au couple dont l'en- trée non inverseuse reçoit une tension de référence réglable représentant la valeur de consigne du couple. Entre la sortie et l'entrée non inverseuse, il est prévu une diode qui est conductrice lors d'une commutation du premier étage basculant dans le second état stable et qui maintient alors l'étage basculant dans cet état. En conséquence, il suffit d'un dépassement de courte durée du couple maximal réglé pour arrêter en permanence le moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est recommandé de prévoir un second étage basculant qui reçoit la tension de référence réglable représentant la valeur de consigne du couple et qui, lors de l'établissement d'une limitation de couple, bascule d'un premier dans un second état stable ; la tension de sortie du second étage basculant se trouvant dans le premier état stable maintient le premier étage basculant dans le premier état stable alors que, dans le second état stable, elle provoque une réduction de la tension appliquée au potentiometre. Ainsi il est possible d'une part de régler la limitation de couple sans contacteurs additionnels car le second étage basculant peut être facilement réglé de telle sorte qu'il commute déjà pour une faible tension de référence représentant la valeur de consigne du couple dans le second état stable, en permettant ensuite la réaction du premier étage basculant. D'autre part, en même temps que le second étage basculant commute dans le second état stable, la réduction de la vitesse de rotation est assurée par une diminution de la tension appliquée au potentiomètre. Pour la mise en pratique de l'invention, il est prévu, selon une autre caractéristique, que le second étage basculant contienne un second amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse reçoit la tension représentant la valeur de consigne du couple et dont l'entrée non inverseuse reçoit une tension fixe qui est inférieure à la tension de référence pour la plus faible valeur de consigne de couple réglable.En outre, la sortie du second amplificateur opérationnel est reliée, par l'intermédiaire d'une diode conductrice dans le premier état stable, avec l'entrée non inverseuse du premier amplificateur opérationnel tandis que la sortie du premier amplificateur opérationnel est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance et de la sortie du second amplificateur opérationel et par l'intermédiaire d'une diode, conductrice dans son second état stable et d'une résistance-série, avec le point d'alimentation du potentiomètre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée en référence au dessin unique annexé qui représente un schéma du circuit électrique d'une perceuse portative. Dans le circuit représenté, le moteur de la perceuse est un moteur universel, c'est-à-dire un moteur à collecteur comportant un induit 1 et des enroulements inducteurs 2. La direction du courant dans l'induit 1 peut être inverse à l'aide d'un inverseur bipolaire 3. L'alimentation du moteur 1,2 est effectuée à partir du secteur par l'intermédiaire d'un contacteur à touche 5 disposé dans la poignée. En outre, il est prévu dans le circuit principal un triac 6 et une résistance-shunt 7. Pour un réglage de puissance et par conséquent de vitesse de rotation, il est prévu un circuit de commande 8, non représenté en détail et qui se présente sous la forme d'un circuit intégré de commande du commerce. Le circuit de commande 8 produit, à partir de la tension du secteur appliquée par l'intermédiaire du conducteur 9, une tension continue interne de service +Vcc qui sort par l'intermédiaire du conducteur 10. Le déphasage des impulsions d'amorçage appliquées au triac 6 par l'intermédiaire du conducteur et par conséquent la tension efficace appliquée au moteur 1,2 sont déterminés par l'intermédiaire d'une tension redresseuse qui est appliquée au circuit de commande 8 par l'intermédiaire d'un conducteur 12. La mesure du couple fourni par le moteur 1,2 s'effectue par la mesure du courant efficace appliqué qui passe dans la résistance-shunt 7. La chute de tension se produisant dans celle-ci est transmise par l'intermédiaire de conducteurs 13,14 d'rn circuit de limitation de couple 15 à un boîtier représenté en trait interrompu. A l'intérieur du circuit de limitation 15, la chute de tension dans la résistance-shunt 7 est transmise par l'intermédiaire de deux résistances 16,17 à l'entrée inverseuse ou à l'entrée non inverseuse d'un amplifica teur opérationnel 18, qui constitue en coopération avec des diodes 19,20 ainsi qu'avec une résistance 21 et un condensateur 22, d'une manière connue un redresseur fonctionnant déjà pour de très faibles tensions.La tension positive produite à la sortie 23 du redresseur et qui est filtrée par le condensateur 22 est appliquée par l'intermédiaire d'une résistance 24 à l'entrée inverseuse d'un autre amplificateur opérationnel 25, qui constitue en coopération avec une diode 26, branchée entre sa sortie 27 et son entrée non inverseuse, un étage basculant. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25 reçoit en outre une tension positive réglable qui est prise à un potentiomètre 28 comportant des résistances-séries 29,30 et qui est dérivée de la tension continue de service +Vcc. A l'aide du potentiomètre 28, on règle le couple maximal pour lequel doit se produire la limitation. Le réglage assure l'application d'une tension de référence positive déterminée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25. Tant que la tension fournie à la sortie du redresseur 18 à 22 est plus faible que cette tension de référence, la sortie 27 de l'amplificateur opérationnel 25 est sollicitee par une haute tension positive qui est à peu près égale a la tension Vcc.La diode 26 est alors bloquée et la tension positive de sortie de l'amplificateur opérationnel 25 est appliquée par 11 intermédiaire d'une résistance-série 32 à un potentiomètre 33 qui est relié de l'autre coté, par l'interme- diaire d'une autre résistance-série 34 au conducteur de référence commun 14. A l'aide du potentiomètre 33, le circuit de commande peut recevoir d'une manière classique une tension continue réglable par l'intermédiaire du conducteur 12, cette tenson assurant une régulation de la puissance et de la vitesse de rotation du moteur 1,2. Lorsque la tension fournie par le redresseur à sa sortie 23 dépasse la tension de référence appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 25, il apparaît à sa sortie 27 une très faible tension qui est pratiquement égale à la tension dans le conducteur de référence 14. La diode 26 est conductrice de sorte que l'amplificateur opérationnel 25 est maintenu dans cet état. Du fait que le potentiomètre 33 ne reçoit plus maintenant une tension positive, le circuit de commande 8 désexcite le triac 6 et par conséquent le moteur 1,2. De cette manière, l'arrêt est obtenu lors d'un couple déterminé réglé à l'aide du potentiomètre 28. Pour l'enclenchement de la limitation de couple et pour la réduction simultanée de la vitesse de rotation lorsque cette limitation de couple est enclenchée, il est prévu un circuit 40 placé dans un boîtier représenté en trait interrompu. Le circuit 40 comporte un étage basculant additionnel pourvu d'un amplificateur opérationnel 41. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 41 est maintenue; au moyen d'un diviseur de tension comportant les résistances 42,43, à une faible tension positive par rapport au conducteur de référence 14. La tension prise au potentiomètre 28 est appliquée par l'intermédiaire d'une résistance 14 à l'entrée inverseuse. Une résistance de contre-réaction 45 règle le gain.d'am- plification de l'amplificateur opérationnel 41. Le diviseur de tension comportant les résistances 42,43 est agencé de manière que la tension appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 41 soit un peu plus grande que la tension appliquée à l'entrée inverseuse, tant que le curseur de potentiomètre 28 se trouve contre la butée inférieure représentée sur le dessin. Dans cette position du potentiomètre 28, la limitation de couple est exclue car la sortie 46 de l'amplificateur opérationnel 41 se trouve à peu près à la tension Vcc et empêche, par l'intermédiaire d'une diode 47 alors conductrice, que l'étage basculant associé à l'amplificateur opérationnel 25 puisse être influencé par l'intermédiaire du redresseur associé à l'amplificateur opérationel 18.La sortie 27 de l'amplificateur opérationnel 25 reste par conséquent à une tension positive plus élevée et également un courant plus élevé du moteur ne provoque aucun arrêt. Par contre, aussitôt que le curseur du potentiomètre 28 est écarté de sa position de repos, la tension à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 41 dépasse la tension à l'entrée non inverseuse. La sortie 46 de l'amplificateur opérationnel.41 passe alors à une tension plus basse qui est à peu près égale au potentiel du conducteur de référence commun 14. I1 se produit alors d'une part un blocage pour la diode 47 et l'étage basculant associé à l'amplificateur opérationnel 25 peut réagir à la tension de sortie du redresseur associé à l'amplificateur opérationnel 18. D'autre part, une résistance 49 peut être branchée par l'intermédiaire d'une diode 48 en parallèle à la résistance-série 34 du potentiomètre 33. Sous l'effet de la résistance-série commune 32, la tension d'alimentation du potentiomètre 33 diminue alors, ce qui correspond à un décalage de l'instant d'amorçage du triac 6 dans le sens d'une plus faible puissance ou d'une plus faible vitesse de rotation. Les valeurs des composants peuvent avantageusement être choisies de ma nière qu'il se produise à chaque fois une réduction de moitié de la vitesse de rotation. REVENDICATIONS 1.- Outil portatif électrique, notamment une perceuse et une visseuse, comportant un circuit de réglage de vitesse de rotation et une limitation de couple, caractérisé en ce que la limitation de couple peut être commandée (28,41,47) et en ce que, lorsque la limitation de couple est enclenchée, il s'établit automatiquement une vitesse de rotation réduite. 2.- Outil portatif selon la revendication 1, comportant un moteur universel (1,2) entraîne à l'aide d'un variateur à commande de phase et comportant un circuit de commande et régulation de vitesse de rotation (8), dans lequel un potentiomètre (33) soumis à une tension continue est utilisé pour un reglage de la valeur de consigne de la vitesse de rotation, caractérisé en ce que, lors de l'enclenchement de la limitation de couple, la tension appliquée au potentiomètre (33! est réduite. 3.- Outil portatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit (15) de limitation de couple comporte un premier étage basculant (25) auquel est appliquée une tension proportionnelle au couple et qui, lorsqu'un seuil prédéterminé est atteint, commute d'un premier état stable dans un second etat stable, la sortie (27) de l'étage basculant (25) appliquant une tension continue au potentiomètre (33) seulement dans le premier état stable. 4.- Outil portatif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tension proportionnelle au couple qui est appliquée au premier étage basculant (25) est dérivée de la chute de tension dans une résistance-shunt (7) prévue dans le circuit d'alimentation du moteur par redressement à l'aide d'un redresseur comportant un amplificateur opérationnel (18). 5,- Outil portatif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le premier étage basculant contient un premier amplificateur opérationnel (25) dont l'entree inversellse reçoit la tension proportionnelle au couple et dont l'entrée non inverseuse reçoit une tension de référence réglable (28) qui représente la valeur de consigne du couple, et il est prévu une diode (26) entre la sortie (275 de l'entrée non inverseuse de l'amplificateur cperationej (25), cette diode possédant une polarité telle qu'elle soit conductrice lors de la commutation du premier étage basculant dans le second état stable et qu'elle maintienne l'étage basculant dans cet état. 6.- Outil portatif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un second étage basculant (41) qui reçoit la tension de référence réglable (28) représentant la valeur de consigne du couple et qui, lors de l'établissement d'une limitation de couple, bascule d'un premier dans un second état stable, en ce que la tension de sortie du second étage basculant (41) placé dans le premier etat stable maintient le premier étage basculant (25) -dans le premier état stable tandis qu'eile assure, dans le second etat stable, une réduction de la tension appliquée au potentiomètre (33). 7.- Outil portatif selon l'une des revendications 5 et 6, aractçgrise en ce que le second étage basculant comporte un second amplificateur opérationnel (41) dont 11 entrée inverseuse reçoit la tension représentant la valeur de consigne du couple et dont l'entrée non inverseuse reçoit une tension fixe qui est plus petite que la tension de référence pour la valeur minimale de consigne de couple réglable, la sortie (46) du second amplificateur opérationnel (41) est reliée par l'intermédiaire d'une diode (47) conductrice dans le premier état stable avec l'entrée non inverseuse du premier amplificateur opérationnel (25) tandis que le point d'alimentation du potentiomètre (33) est relié à la sortie (27) du premier amplificateur opérationnel (25) par l'intermédiaire d'une résistance (32) et à la sortie du second amplificateur opérationnel (41) par l'intermédiaire d'une diode (48), conductrice dans son second état stable, et d'une résistance-série (49).