Brevet FR2584566A1 — publié le 19870116

La présente invention concerne un sécateur automatique pour la taille de la vigne, des arbres et autres. Le sécateur automatique selon l'invention est du type de ceux comportant un moteur électrique qui, par l'intermédiaire de dif- férents moyens de transmission, actionne dans un mouvement de va et vient au moins une lame de coupe. Les sécateurs à énergie électrique de ce type connus jusqu'alors présentent cependant certains inconvénients. En effet, pour effectuer un nombre de coupe sur un temps donné o suffisamment important il est nécessaire d'utiliser une vitesse de rotation du moteur électrique assez élevée. Cette vitesse élevée ne permet pas d'obtenir au niveau de la cci- pe une puissance suffisante. Ainsi ces sécateurs sont limités dans leur domaine d'application car ils ne peuvent pas couper des branches ou sarments d'un diamètre trop important avec une vites- se élevée. D'autre part sur les sécateurs existants le couple de rotation de la lame mobile par rapport à son axe entre l'ouverture maximale et la fermeture totale est constant. Ceci s'avère être égale- ment un inconvénient au niveau de la coupe, il n'est pas néces- saire d'avoir un fort couple au début de la fermeture des lames et il est utile que ce couple augmente au fur et à mesure de la fermeture puisque la force que nécessite la coupe augmente. De plus les sécateurs électriques existants pour l'ouverture des lames utilisent un ressort qui ramène la lame brusquement dans la position d'ouverture initiale à partir de la position de fermetu- re complète. Le rappel en position d'ouverture est brusque et provoque à chaque fois un choc qui rend l'utilisation de tels sécateurs peu agréable. Le sécateur automatique selon la présente invention vise à pal- lier ces inconvénients en nécessitant, pour un nombre de coupes équivalent dans le temps, une vitesse du moteur électrique plus faible donnant une grande puissance de coupe, en offrant une progression du couple de rotation de la lame mobile lors de la coupe et en donnant un très bon confort d'utilisation. A cet effet, le sécateur automatique pour la taille de la vigne, des arbres et autres comporte un corps creux dans lequel est mon- té un moteur et son réducteur, une tête montée sur l'extrémité du corps creux et dans laquelle sont montées une lame fixe et une lame mobile articulée sur un axe de rotation contre la dite lame fixe, la tête comprenant un ensemble d'entraînement de la lame mobile et se caractérise en ce que l'ensemble d'entralne- ment comporte un organe entraîneur mobile angulairement, coopé- rant en entraînement l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'au moins une surface de roulement ou de glissement ménagée sur l'un et d'au moins moins un élément de roulement ou de glissement por- té par l'autre. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description qui va suivre d'une forme préférentielle de réalisa- - tion représentée aux dessins annexés donnés à titre d'exemple nullement limitatif dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté du sécateur selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique du dispositif de commande du sécateur selon l'invention Le sécateur automatique pour la taille de la vigne, des arbres et autres selon l'invention et tel que représenté aux figures 1 et 2 est constitué par un corps creux 1 dans lequel est monté un moteur de préférence du type électrique et son réducteur ( non représentés). Le dit corps creux est également utilisé comme manche de maintien du sécateur. Le moteur électrique est commandé par un dispositif de commande représenté en figure 3 et qui sera décrit plus avant. En arrière du corps creux débouche un cordon d'alimentation 2 du /5 moteur. De préférence l'énergie électrique nécessaire au moteur est apportée par une batterie portable. En avant du corps creux 1 et dans le prolongement longitudinal de celuici est fixée une tête 3 à l'extrémité de laquelle est montée une lame fixe 4. Cette lame fixe 4 est de préférence du type des lames de sécateur manuel traditionnel c'est-à-dire présentant une forme courbe sur laquelle le bord tranchant est concave. Sur la tête 3 est également montée une lame mobile 5 articulée sur un axe de rotation 6 contre la lame fixe 4. L'axe de rotation 6 est disposé perpendiculairement à l'axe lon- gitudinal du corps creux 1. La lame mobile 5 présente une forme classique avec son bord tranchant convexe sensiblement de même courbure que le bord tranchant de la lame fixe 4. Dans la tête 3 du sécateur selon l'invention est monté un ensemble d'entraînement de la lame mobile 5. L'ensemble d'entraînement de la lame mobile 5 du sécateur selon l'invention comporte un organe entraîneur mobile angulairement et un organe entraîné mobile angulairement coopérant en entraînement l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'au moins une surface de roulement ou de glissement ménagée sur l'un et d'au moins un organe de roulement ou de glissement porté par l'autre. y Préférentiellement l'organe entraîneur est constitué par au moins un doigt 7 fixé radialement à l'extrémité d'un arbre 8 en- trainé en rotation et l'organe entraîné est constitué par une queue 9 solidaire de la lame mobile 5 et comportant sur son extrémité arrière un galet 10 destiné à coopérer en entraîne- ment avec la tranche d'un doigt 7 mobile angulairement. Avantageusement l'organe entraîneur est constitué par deux doigts 7 identiques, fixés sur l'arbre 8, destinés à entraîner par leur tranche et l'un après l'autre la queue 9 dotée du galet 10. Les doigts 7 sont fixés perpendiculairement à l'extrémité de l'arbre 8 et de manière à être symétriques par rapport à un point défini par l'intersection des diamètres du dit arbre 5. Chaque doigt 7 comporte une face avant 7A sur laquelle roule sans glisser le galet 10. Au cours de la rotation de l'arbre 8 le galet 10 de la queue 9 est pris par le sommet 7B d'un doigt 7 puis roule sur la face avant 7A. Le point de contact du galet 10 avec la face avant 7A au cours d'une partie de la rotation du doigt 7, se rapproche de l'axe de l'arbre 8. A cet instant le couple de coupe entre les lames mobile 5 et fixe 4 est maximum. Ainsi entre le point initial o le galet est pris en charge par le doigt 7 et le point o le centre du galet est disposé sur la droite passant par l'axe de l'arbre 8 et l'axe de rotation 6 de la lame mobile 5, le couple de coupe augmente de manière progres- sive en raison du fait que le point de contact entre le galet 10 et la face avant 7A se déplace sur un cercle dont le centre est l'axe d'articulation 6 de la lame mobile 5 et par conséquent se rapproche de l'axe de l'arbre 9. Le couple de coupe doit augmenter en raison du fait que la surfa- ce entre les lames et la matière à couper augmente au fur et à mesure de la pénétration des lames dans la matière. Le couple de coupe doit être maximal lorsque les lames 4 et 5 sont en plein bois. 6 2584566 Le sectionnement total est réalisé par la poursuite de la rota- tion d'un doigt 7 au cours de laquelle le galet 10 de la queue 9 s'éloigne de l'axe de l'arbre 8 c'est-à-dire que l'axe du galet sort de la droite passant par l'axe de l'arbre 8 et l'axe de rotation 6. Au cours de la poursuite de la rotation le galet roule sur la surface avant 7A vers le sommet du doigt 7. Lorsque le galet 10 s'éloigne de l'axe de l'arbre 8 le couple de coupe sur les lames est moins important. La fin du sectionnement de la matière ne nécessite pas d'impor- tants efforts de coupe et donc le couple donné par l'entraIne- ment de la queue 9 par le doigt 7 est moins important. Préférentiellement la face avant 7A est pratiquement confondue avec un diamètre de l'arbre 8. Avantageusement la dite face avant peut comporter un léger bomba- ge sur la partie proche du sommet 7B afin d'obtenir une légère augmentation de la vitesse de la lame mobile 5 au début de son entraînement. Suivant une forme préférentielle de réalisation la queue 9 est Za solidaire de la lame mobile 5 par un téton 12 placé dans un ori- fice ménagé dans la lame 5 et s'articule sur l'axe d'articulation 6 de la dite lame. Lorsque la lame mobile 5 est complètement fermée le galet 10 de la queue 9 est situé au sommet 7B du doigt 7. La rotation du doigt 7 se poursuivant le galet 10 sort de la face avant 7 et la lame doit être ramenée en position initiale c'est-à-dire en position ouverte. A cet effet un ressort de rappel 13 à spirales ou autre est monté entre la lame mobile 5, l'axe d'articulation 6 et le tête 3. Cependant afin d'éviter un retour brusque de la lame mobile 5 en position ouverte entraînant un choc, le doigt 7 est doté d'une face arrière 7C bombée sur laquelle est maintenu appuyé le galet afin de rouler sur la dite surface de manière que la lame mobile soit retenue sur tout ou en partie de son trajet de retour en position initiale. L'arbre 8 comporte comme énoncé précédemment, deux doigts 7 dis- {0 posés symétriquement par rapport à un point. Une surface de liaison 7D relie les surfaces arrières 7C aux sur- faces avant 7A de l'autre doigt. Préférentiellement cette surface est arrondie telle que représen- tée en figure 1 mais il va de soi qu'elle peut être de tout autre forme. Avantageusement la queue 9 lors de son retour est arrêtée par une butée ( non représentée) ménagée dans la tête 3 et de manière que le galet puisse toujours être pris par le sommet 7B des doigts. 2o Les dits doigts au nombre de deux provoquent au cours d'une rota- tion de 3600 de l'arbre 8 deux cycles de coupe identiques. Cette disposition permet, avec le même nombre de coupes à la minute que les sécateurs électriques connus à ce jour, d'avoir une vitesse deux fois plus petite, ce qui permet d'utiliser un rapport de réduction du double. Il en résulte le double de coupe avec la même puissance. Il va de soi que sur un cycle de coupe la rotation de l'arbre 8 est continue et de vitesse uniforme. De plus cette diminution de la vitesse du moteur donne une plus grande puissance au sécateur et permet de réaliser une économie d'énergie. La lame mobile 5 est actionnée dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du corps creux 1 et les doigts 7 sont rotatifs dans ce même plan ou dans un plan proche parallèle. Les doigts 7 sont portés par l'arbre 8 qui est disposé perpendi- 0 culairement à l'axe longitudinal du corps creux 1. Entre l'arbre de sortie du moteur et l'arbre 8 est donc monté dans la tête 3 un dispositif de transmission angulaire de mou- vement de rotation. Préférentiellement ce dispositif est constitué par un couple conique 14 qui permet également de réduire encore la vitesse de rotation et donc de diminuer l'importance du réducteur du moteur. Il va de soi que tout autre type de dispositif de transmission angulaire peut être monté dans la tête 3 par exemple un en- grenage du type vis sans fin couronne. Comme énoncé précédement le moteur électrique du sécateur selon l'invention est commandé par un dispositif de commande représenté en figure 3. Ce dispositif de préférence électronique permet de mettre en marche, d'arrêter et de freiner le moteur électrique. Ce dispositif permet également d'assurer au moteur la plus grande durée de vie possible en le protégeant contre d'éventuelles surintensités et surchauffes.. D'autre part le dispositif de commande permet de définir une position initiale du départ des cycles toujours identiques. Selon une forme préférentielle le dispositif de commande du séca- teur selon l'invention comporte un ensemble de gestion d'informa- tions 15, un bouton de commande 16 actionné par l'utilisateur, un interrupteur 17 de mise en marche et d'arrêt commandé par l'en- semble de gestion 15 en fonction de l'actionnement du bouton 16 et un interrupteur 18 d'un frein de court circuitage du moteur /O commandé par le dit ensemble de gestion. Le dit bouton 16 est du type à poussoir et est disposé sur la tête 3 tel que représenté en figure 1. Lorsque l'utilisateur actionne ce bouton 16 alors que le bouton est arrêté, l'ensemble de gestion 15 donne l'ordre de marche au !' dit moteur. Ce bouton doit être maintenu appuyé pendant tout le cycle de coupe du sécateur. On entend par cycle le mouvement de fermeture et d'ouverture de la lame mobile 5. Lorsque le bouton 16 est relaché en cours de cycle l'ensemble de gestion donne l'ordre d'arrêt au moteur par l'intermédiaire de l'interrupteur 17 simultanément à l'ordre de freiner sur l'inter- rupteur 18. Le freinage du moteur s'effectue par l'actionnement de l'inter- rupteur 18 qui a pour effet de court circuiter le moteur. Ce court circuit est établi pendant un temps donné puis l'inter- rupteur 18 est relaché pour que le moteur puisse être remis en marche après l'écoulement du temps de court-circuit. Ainsi à chaque relachement du bouton 16 lors d'un cycle de coupe, la lame mobile 5 est arrêtée et freinée afin que l'utilisateur puisse agir pendant la coupe sur la fermeture de la lame mobile 5 pour se prémunir de tout accident ou de toute fausse manoeuvre. Chaque fin de cycle de coupe doit être détectée afin que la position initiale de la lame mobile 5 soit identique d'un cycle à l'autre. A cet effet sur le dispositif de commande du moteur est connecté un moyen de détection 19 du retour en position initiale de la lame mobile 5 qui commande l'arrêt du moteur par l'intermédiai- re de l'ensemble de gestion 15 et des interrupteurs 17 et 18. Selon une forme préférentielle de réalisation ce moyen de détec- tion 19 est constitué par un aimant 20 monté sur l'extrémité de chacun des doigts 7 et par un détecteur 21 de passage de l'aimant placé dans la tête 3. Le détecteur 21 est de préférence du type à effet Hall et a pour effet de commander par l'intermédiaire de l'ensemble de gestion l'arrêt du moteur et son freinage par l'actionnement des interrupteurs 17 et 18. L'ordre de remise en marche du moteur ne pourra Utre donné que lorsque le bouton 16 sera relaché puis actionné de nouveau. Ainsi les cycles de coupe sont identiques dans le temps puisque la vitesse de coupe est constante et la position initiale de début de cycle est toujours le même. -il 112584566 Il va de soi que le détecteur 21 est disposé à une distance du centre de l'arbre 8 égale à la distance séparant ce centre des aimants 20 disposés sur chacun des doigts 7. De plus le détecteur est disposé par rapport au cercle décrit par les doigts 7 sur une position angulaire telle que l'arrêt s'effectue lorsque le galet 10 n'est en prise avec aucun doigt 7 et que le dit arrêt soit réalisé après le passage de l'aimant 20 au dessus du détec- teur 21 afin d'éviter une double détection. Avantageusement le dispositif de commande reçoit également des 0 moyens permettant de s'affranchir contre des incidents pouvant nuire au moteur. Plus particulièrement le dispositif comporte des moyens pour détecter une surchauffe du moteur et des moyens pour détecter une surintensité d'alimentation du moteur. Préférentiellement les moyens pour détecter une surchauffe du moteur sont constitués par une sonde thermique 22, un amplifica- teur opérationnel 23 et un étage comparateur 24 comparant par rapport à un seuil réglable la valeur issue de l'amplificateur 23. L'étage comparateur 24 envoie une information à l'ensemble de gestion 15 lorsque une surchauffe est détectée, et le dit ensem- ble de gestion provoque l'arrêt et le freinage du moteur par les interrupteurs 17 et 18 quelle que soit la position de la lame mobile en cours de cycle. Les moyens de détection de surintensité permettent de déceler lors d'un cycle de coupe un blocage de la lame mobile 5 qui peut endommager le moteur. Ces moyens de détection de surintensité sont de préférence cons- titués par une résistance 25 disposée sur une borne du moteur, un amplificateur opérationnel 26 branché à une borne du moteur et de la résistance détectant l'intensité fournie au moteur et traitant en amplitude cette intensité, un intégrateur 27 recevant le sig- nal issu de l'amplificateur 26 et envoyant un signal traité à un étage comparateur 27 à seuil réglable. La résistance 25 permet de limiter le courant passant dans le moteur et de former un shunt permettant de mesurer l'intensité. Lorsque le seuil réglable est dépassé sur l'étage comparateur 27 un ordre d'arrêt et de freinage est donné par l'ensemble de gestion 15 pour arrêter le moteur afin d'éviter sa détèriora- tion. Par ces moyens de protection sur le dispositif de commande le moteur du sécateur selon l'invention est protégé et lui est assu- ré une plus grande durée de vie. Le sécateur selon l'invention présente une puissance de coupe très grande avec une bonne efficacité dans chacun des cycles de coupe et une économie d'énergie ce qui lui permet d'avoir une autonomie supérieure à une journée de travail et d'être très facilement portable et présente une bonne sécurité et fiabilité. Il va-de soi que la présente invention peut recevoir tous aména- gements et toutes variantes dans le domaine des équivalents tech- niques sans pour autant sortir du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Sécateur automatique pour la taille de la vigne, des arbres et autres comportant un corps creux (1) dans lequel est monté un moteur et son réducteur, une tête (3) montée sur l'ex- trémité du dit corps creux et dans laquelle sont montées une lame fixe (4) et une lame mobile (5) articulée sur un axe de rotation (6) contre la lame fixe (4), la dite tête compre- nant un ensemble d'entraînement de la lame mobile (5), sécateur caractérisé en ce que l'ensemble d'entraînement comporte un organe entraîneur mobile angulairement et un organe entraîné mobile angulairement, coopérant en entraînement l'un avec l'autre par l'intermédiaire d' u moins une surface de roulement ou de glissement ménagée sur l'un et d'au moins un organe de roulement ou de glissement porté par l'autre. Sécateur automatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe entraîneur est constitué par au moins un doigt (7) fixé radialement à l'extrémité d'un arbre (8) en- tratné en rotation et en ce que l'organe entraîné est constitué par une queue (9) solidaire de la lame mobile (5) et comportant sur son extrémité un galet (10) destiné à coo- pérer en entraînement avec la tranche d'un doigt (7) mobile angulairement. ' O /5 R2/ 14 2584566 R3/ Sécateur automatique selon les revendications 1 et 2 caracté- risé en ce que l'organe entraîneur est constitué par deux doigts (7) identiques fixés perpendiculairement à l'extrémité de l'arbre (8) et de manière à être symétriques par rapport à un point défini par l'intersection des diamètres du dit arbre afin d'avoir, pour un même nombre de coupe à la minu- te, un vitesse deux fois plus petite permettant d'utiliser un rapport de réduction du double pour obtenir le double de coupes avec une puissance égale. R4/ Sécateur automatique selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que chaque doigt (7) comporte un sommet (7B) qui au cours de la rotation de l'arbre (8) prend le galet (10) lors de la rotation de manière que le point de contact du galet (10) sur la face (7A) dans un premier temps se rapproche de l'axe de l'arbre (8) ce qui correspond à une augmentation du couple de coupe sur la lame mobile -(5) puis dans un deuxième temps s'éloigne du dit axe de l'arbre (8). R5/ Sécateur automatique selon les revendications 1, 2 et 3 com- portant un ressort de rappel (13) monté entre la lame mobile o (5), l'axe d'articulation (6) et la tête (3), caractérisé en ce que les doigts (7) sont dotés d'une face arrière (7C) bombée sur laquelle est maintenu appuyé le galet (10) afin de rouler sur la dite surface de manière que la lame mobile (5) soit retenue sur tout ou en partie de son trajet de retour en 2 y position initiale. -15 2584566 R6/ Sécateur automatique selon les revendications i et 2 caracté- risé en ce que entre l'arbre de sortie du moteur et l'arbre (8) est monté dans la tête (3) un dispositif de transmis- sion angulaire de mouvement de rotation. f R7/ Sécateur automatique selon la revendication 1 comportant un dispositif de commande du moteur caractérisé en ce qu'il com- porte.un ensemble de gestion d'informations (15), un bouton de commande (16) actionné par l'utilisateur, un interrupteur (17) de mise en marche et d'arrêt commandé par l'ensemble IDo de gestion (15) en fonction de l'actionnement du bouton (16) et un interrupteur (18) d'un frein de court circuitage du moteur commandé par le dit ensemble de gestion. R8/ Sécateur automatique selon les revendications 1 et 7 caracté- risé en ce que sur le dispositif de commande du moteur est connecté un moyen de détection (19) du retour en position initiale de la lame mobile (5) qui commande l'arrêt du moteur par l'intermédiaire de l'ensemble de gestion (15) et des interrupteurs (17) et (18). R9/ Sécateur automatique selon les revendications 1 et 7 caracté- 2 o risé en ce que le dispositif de commande comporte des moyens pour détecter une surintensité d'alimentation du moteur dans le cas de blocage de la lame mobile (5) et arrêter le moteur par l'intermédiaire de l'ensemble de gestion (15) et des interrupteurs (17) et (18). 16 2584566 R10O/ Sécateur automatique selon les revendications 1 et 7 carac- térisé en ce que le dispositif de commande comporte des moyens de détection de surchauffe du moteur entrainant l'arrêt du dit moteur par l'intermédiaire de l'ensemble de 5. gestion (15) et des interrupteurs (17) et (18).