Brevet FR2705271A1 — publié le 19941125

La présente invention a pour objet un dispositif de protection de chaîne de tronçonneuse à bois, du type portatif. On sait que les tronçonneuses portatives présentent de grands risques lors de leur utilisation et que ces risques augmentent avec l'inexpérience de l'utilisateur. Statistiquement, néanmoins, il se trouve que les professionnels sont également confrontés aux dangers que représente ce type d'outil, soit parce qu'ils l'utilisent dans des conditions difficiles, notamment les conditions climatiques, soit par fatigue et par les fautes d'inattention qu'elle provoque. Les tronçonneuses sont en effet composées d'un bloc moteur et d'un guide chaîne autour duquel une chaîne munie de lames est entraînée en rotation par le bloc moteur. Cette chaîne munie de lames tournant à grande vitesse reste accessible et lors de certaines opérations de coupe, la présence d'un noeud dans le bois par exemple provoque un rebond qui projette la tron çonneuse vers une des parties du corps de l'utilisateur. Ceci est aussi vrai lors du changement de position de coupe ou lors de l'ébranchage notamment. Des solutions ont été proposées, notamment une qui consiste à prévoir un frein de chaîne qui bloque très rapidement la rotation de la chaîne dès qu'un organe de sécurité est relâché par l'utilisateur. Généralement, ce frein de chaîne est accessible d'une main tandis que la commande de la motorisation est accessible de l'autre main. Il faut donc la combinaison et l'usage des deux mains simultanément pour provoquer la rotation de la chaîne. La mise en pratique de ce système a montré ses limites et notamment, la rotation de la chaîne n'est pas interrompue suffisamment rapidement dans certains cas. Le fait d'exercer en continu une pression sur un organe supplémentaire est également pénible pour l'utilisateur, notamment lorsque la position de travail n'est pas idéale. On remarque surtout que cet organe de sécurité doit être lâché par l'utilisateur afin d'entrer en fonction, or celui-ci n'a pas toujours la possibilité d'effecteur ce relâchement suivant la trajectoire de la tronçonneuse et/ou la position de l'utilisateur. La solution du frein de chaîne n'est donc pas la so- lution adéquate. On connaît le brevet US-A-3 991 470 qui décrit également un dispositif de sécurité qui envisage une protection de la chaîne en formant un carter autour du guide-lames. Dans ce cas, deux bras sont articulés par rapport au bloc moteur et se prolongent sur toute la longueur du guide chaîne, à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, l'articulation des deux bras permettant leur écartement au fur et à mesure de la pénétration du guide chaîne et de la chaîne dans la bille de bois à découper. Des moyens de rappel permettent de plaquer ces deux bras en permanence vers le guide chaîne, tandis que des butées interdisent le contact entre ces bras et la chaîne proprement dite. Un tel dispositif donne entièrement satisfaction du point de vue de la sécurité puisqu'il isole parfaitement la chaîne à tout moment. Néanmoins, ce dispositif présente des inconvénients. En effet, le fait de prévoir une articulation montée à la base du guide-chaine conduit à une réduction de la longueur utile de cette chaîne si bien que les capacités de taille de cette tronçonneuse se trouvent diminuées. D'autre part, le contact doit être évité entre les bras et la chaîne afin de ne détériorer ni l'un ni l'autre des composants de la tronçonneuse. Or compte tenu de la longueur des bras, ceux-ci ont généralement une certaine flexibilité, car ils sont nécessairement réalisés en matériaux allégés, si bien que le contact est difficilement évité lors des retours brusques des bras en position initiale. Pour pallier un tel inconvénient, la solution qui consiste à réaliser des bras de grande rigidité est interdite par le fait que cela conduit à une augmentation de poids inappropriée à la vocation portative de cet outil. Les dispositifs connus de l'art antérieur prévoient l'ouverture des bras avec un grand dêbattement, sans aucune position de blocage en débattement maximum, or il est nécessaire de pouvoir dégager volontairement la chaîne pour procéder notamment à l'affûtage des lames qu'elle porte. Il convient néanmoins que ce blocage ne soit pas définitif afin qu'il ne s'enclenche pas durant l'utilisation de la tronçonneuse, à l'insu même de l'utilisateur car cela pourrait avoir de graves conséquences. Un autre problème est également posé par le bras inférieur. Dans le cas de moyens de rappel à ressort, le bras inférieur a une capacité d'ouverture importante mais bien souvent dès lors que le bras passe un certain angle formant point dur, ce bras se replie en posi tion arrière mais dans une position stable, les moyens de rappel à ressort n'ayant aucune possibilité pour le ramener dans sa position initiale. On sait également que ce type de matériel ne pose aucun problème d'adaptation sur du matériel neuf, mais qu'il est difficile de l'adapter sur des matériels existants si bien qu'il convient de trouver, là aussi, une solution simple de montage car le parc de matériel existant est très important. D'autres exigences importantes doivent être respectées, notamment un accroissement minimal du poids, un prix de revient compatible avec ce type de produit, ainsi qu'une très grande fiabilité. La présente invention a pour objet un dispositif de protection de chaîne de tronçonneuse comportant des bras articulés, qui pallie les inconvénients précités, qui notamment permet une vitesse de rappel des bras maîtrisée, ce dispositif permet en outre de conserver l'intégralité des capacités de coupe de la tronçonneuse, notamment en évitant toute perte de longueur utile de chaîne. De plus, ce dispositif permet un blocage en position d'ouverture extrême des bras, ce blocage pouvant être déverrouillé par l'inertie des bras, sans intervention manuelle. A cet effet, le dispositif de protection de chaîne de tronçonneuses selon l'invention, tronçonneuse comprenant de façon connue un bloc moteur et un guide-chaîne, équipé d'un premier et d'un second bras mobiles en rotation suivant l'une de leurs extrémités par rapport au bloc moteur, respectivement vers le haut et vers le bas, ainsi que des moyens de rappel de ces deux bras dans une position stable, de part et d'autre de la chaîne, se caractérise en ce que les moyens de rappel comprennent des moyens de freinage du mouvement de rappel des bras. Selon un mode de réalisation particulier, ces moyens de rappel comprennent pour chaque bras un piston mobile délimitant deux chambres de volume variable dans un corps rempli de fluide, ce piston étant muni d'un clapet anti-retour disposé entre les deux chambres et les mettant en communication dans un sens donné et d'un ajutage mettant en communication ces deux chambres, un ressort de rappel dans le sens opposé au sens de communication du clapet étant interposé entre le piston et le fond de chambre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de protection comprend des moyens de liaison entre le piston et le bras correspondant et selon un mode de réalisation spécifique, ces moyens de liaison comprennent une crémaillère portée par le piston et un pignon solidaire du bras, prévu pour coopérer avec cette crémaillère. Le dispositif de protection selon l'invention se caractérise également par des moyens de verrouillage des bras en position d'ouverture extrême. Ces moyens de verrouillage comprennent plus particulièrement une butée, plaquée par un ressort dans un logement ménagé dans le piston. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble des bras et des moyens de rappel est intégré dans un boîtier unique rapporté sur le bloc moteur au droit du pignon d'entraînement de la chaîne. Les points de rotation des bras sont par ailleurs disposés en arrière de la partie frontale du bloc moteur de façon à rester en retrait du guide-chaîne. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les bras comprennent à leur extrémité libre des masselottes réglables afin de leur conférer une inertie variable permettant un déverrouillage automatique des moyens de verrouillage. L'invention est décrite en detail selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, ceci en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une tronçonneuse selon l'invention équipée de deux bras, - la figure 2 représente une vue en coupe par un plan vertical des moyens de rappel et de freinage selon l'invention, - la figure 3 représente une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, - la figure 4 représente une vue de détail en coupe partielle suivant la ligne 4 de la figure 2, - la figure 5 représente une vue de détail de la fixation des bras, et - la figure 6 représente un synoptique. Sur la figure 1, on a représenté une tronçonneuse 10 comportant un boîtier moteur 12 ainsi qu'une chaîne 14 montée sur un guide-chaîne 16. Le bloc moteur 12 comprend la motorisation proprement dite, une poignée 18, munie d'une gâchette 20 de commande de la motorisation, ainsi que d'une poignée 22 permettant la saisie du bloc moteur en deux points. La chaîne 14 comprend des lames de coupe portées par des maillons qui sont eux-mêmes guidés par le guidechaîne 16, qui est dans ce but équipé d'une rainure. Cette chaîne 14 est entraînée par un pignon non représenté et bien connu en soi, entraîné par les moyens moteurs. Sur cette figure 1 qui est une vue en perspective, on a également représenté le boîtier 24 selon l'in vention équipé de ses bras supérieur 26 et inférieur 28 représentés sur la figure en trait mixte. A l'intérieur du boîtier 24 il est prévu des moyens de rappel 30 de ces deux bras qui comprennent des moyens de freinage 32 du mouvement de rappel des bras. Les moyens de rappel 30 et de freinage 32 sont décrits en détail en regard du bras inférieur 28 sachant que les deux dispositifs, qu'il s'agisse du bras inférieur ou du bras supérieur, sont identiques, aux dimensions près. Ainsi, le boîtier 24, comprend un alésage 34 dans lequel un piston 40 est monté coulissant. Ce piston comprend plus particulièrement une tête 42 et se prolonge par un corps 44. Cette tête de piston 42 délimite une première chambre 46 et une seconde chambre 48. La première chambre 46 est obturée par un bouchon 50 muni d'un joint 52 d'étanchéité, le bouchon étant maintenu en place par un circlips 53. Le corps du piston 44 comprend un clapet 54 comportant une bille 56 disposée au droit d'un canal 58 de mise en communication de la première chambre 46 avec la seconde chambre 48. Cette bille 56 est plaquée par un ressort 60 de fa çon à interdire la circulation de la première chambre vers la deuxième et en autorisant la circulation dans le sens inverse. Le piston comporte des joints d'étanchéité 62 adéquats, pour isoler la première chambre de la seconde. Il est en outre prévu un ajutage 64 mettant en communication les deux chambres. Un ressort de rappel 66 est interposé entre la tête du piston et le fond de l'alésage 34, ce ressort étant interposé dans la seconde chambre et travaillant à la compression. A l'extrémité de l'alésage 34, opposée à celle qui porte le bouchon 50, il est prévu une pièce de montage 68 qui comprend un joint d'étanchéité 70. Cette pièce est bloquée en position par une vis spécifique 72. Le corps 44 du piston 40 comprend une crémaillère 74 prévue pour coopérer avec le pignon 76 monté sur l'arbre 38 solidaire du bras inférieur. Le corps 44 du piston comporte également un logement 80 prévu pour coopérer avec des moyens de verrouillage 82 selon l'invention. Ces moyens de verrouillage comportent un alésage 84 orienté perpendiculairement à l'axe de déplacement du piston, dans lequel est disposé un ressort de rappel 86 plaqué à ses deux extrémités sur des butées 88 munies de joints d'étanchéité adéquats 90. La pièce d'extrémité 68 fermant l'alésage 34 est munie d'un logement 92 dans lequel est placée une butée cylindrique 94. Sur la figure 3, les éléments identiques portent les mêmes références, mais cette coupe fait apparaître les bagues 94, 96, 98 et 100 permettant la mise en rotation respectivement des axes 38 et 36. De même des bouchons 102 et 104 permettent d'assurer l'étanchéité extérieure. Des joints sont interposés pour éviter toute fuite au droit des éléments tournants. Sur la figure 4, une vue en coupe transversale suivant la ligne 4-4 permet de visualiser la butée cylindrique 94 qui est identique pour le bras inférieur comme pour le bras supérieur. La figure 5 représente une vue du montage de l'un des bras, en l'occurrence le bras inférieur 28 sur l'axe 38 grâce à une vis 106. Sur la figure 6 on a représenté une vue schématique du type synoptique permettant d'illustrer le fonctionnement ainsi qu'il va maintenant être décrit. Le fonctionnement est décrit à partir du bras inférieur 28 mais le fonctionnement est identique pour le bras supérieur 26 aux différences près qui seront explicitées ultérieurement. Le bras 28 est dans la position A lorsqu'il n'est pas utilisé ctest-à-dire qu'il vient en protection de la chaîne portée par le guide-chaîne et dans cette position le système est aux emplacements respectifs de la figure 2 à savoir que la première chambre 46 est très réduite, la tête 42 du piston 40 étant à proximité immédiate du bouchon 50, la crémaillère 74 coopérant avec le pignon 78 par son extrémité et le ressort 66 étant détendu et repoussant la tête 42 de ce piston 40. Le liquide est réparti dans les première et seconde chambres 46 et 48. Lorsque l'utilisateur attaque un tronc schématiquement représenté sur cette figure 6, le bras se trouve écarté de sa position initiale pour prendre une position B. Le déplacement vers le bas du bras inférieur 28 provoque la mise en rotation de l'arbre 38 et simultanément la mise en rotation du pignon 78 qui en est solidaire. Ce pignon entraîne la crémaillère 74 qui, elle-même, provoque le déplacement de l'ensemble du piston 40, la tête 42 coulissant de façon étanche grâce au joint 62, et le corps 44 servant de guidage, dans l'alésage 34. Durant le déplacement du piston 40, le clapet 54 s'ouvre sous la pression du liquide passant de la seconde chambre vers la première chambre à ltencon- tre des efforts du ressort de rappel 60. Simultanément, le ressort 66 est comprimé par le déplacement de la tête 42 du piston 40. L'ajutage 64 de très petit diamètre ne laisse passer pratiquement aucun fluide durant cette opération rapide. On peut imaginer en fonction des besoins que le bras 28 prenne la position C qui est une position dans laquelle il effectue un déplacement de plus de 900. Ce déplacement C provoque un déplacement complémentaire du piston toujours possible. Si l'on retire la tronçonneuse du tronc d'arbre, dans lequel elle était engagée, le bras inférieur 28 reprend sa position initiale A, qu'il ait été positionné en B ou en C. En effet, dans ce mouvement inverse, le fluide passe de la première chambre vers la seconde à travers l'ajutage 64 car la bille 56 est sollicitée par la pression de liquide en plus de l'effort de rappel du ressort 60. Le diamètre du trou de l'ajutage est étudié afin que le retour du bras s'effectue rapidement mais de fa çon contrôlée avec un effet d'amortissement. On constate que le retour de la position C à la position A est également possible, alors que le débattement est supérieur à 90 , ceci grâce au dispositif selon l'invention. Dans le cas extrême où le bras 28 est replié dans la position o, ctest-à-dire qu'il effectue un mouvement de 1800, on constate à nouveau que le dispositif de rappel fonctionne encore et ramène le bras 28 dans la position initiale A. Contrairement aux systèmes mécaniques du type à ressort, il nty a pas de blocage en position, avec point dur. Par contre, les moyens de verrouillage agissent lorsque le bras 28 est dans la position o, c'est-àdire que la butée cylindrique 94 coopère avec le logement 80 du piston 32, ce qui interdit le retour du piston 32 sous l'effet du ressort de rappel 66. Cette position de blocage D présente un certain intérêt lorsque l'utilisateur souhaite par exemple affûter la chaîne ou bien intervenir sur le guidechaîne ou sur le boîtier moteur à proximité du pignon d'entraînement. Ce système de verrouillage est en fait un point dur artificiel contrairement au point dur obtenu par la géométrie de la construction et le déblocage stef- fectue manuellement en exerçant un effort supplémentaire sur le bras 28 afin de vaincre l'effort de blocage de la butée cylindrique 94 pressée par le ressort de rappel 86. Mais le système est tel qu'un simple déplacement brusque de la tronçonneuse permet au bras 28, par sa propre inertie de se débloquer de ce verrouillage et de revenir dans sa position initiale A. Ainsi lorsque l'utilisateur a verrouillé de façon inopinée le bras 28, une sollicitation habituelle durant une phase de travail normale provoque le retour immédiat du bras dans la position A. Cette position de verrouillage est en effet relativement instable. La sécurité est ainsi préservée concernant la protection par le bras inférieur 28. De façon à renforcer et plus exactement à régler cette instabilité, il est possible de prévoir des masselottes 130 à l'extrémité des bras qui confèrent à ces bras une inertie supplémentaire moyennant une surcharge de poids totalement négligeable par rapport à la tronçonneuse. En ce qui concerne le bras supérieur 26, son déplacement en rotation est limité compte tenu du fait de la présence de la poignée et du bloc moteur et son angle est approximativement 900. Les avantages et les modes de fonctionnement précédemment décrits pour le bras inférieur 28 s'appli- quent intégralement au bras supérieur 26. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'ensemble du dispositif et du boîtier 24 vient se monter en lieu et place des boîtiers des tronçonneuses existantes afin d'adapter le dispositif de protection selon l'invention sur les tronçonneuses existantes. Un tel boîtier sera venu de moulage et monté à l'aide des vis déjà existantes sur le boîtier moteur de la tronçonneuse. C'est le rôle des vis et écrous disposés dans la partie centrale des dessins 2 et 3. L'adaptation de ce dispositif est possible sur des tronçonneuses dites d'élagage avec deux ressorts indépendants pour le verrouillage au lieu d'un ressort unique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'une chaîne de tronçonneuse (10) comprenant un bloc moteur (12) et un guide-chaîne (14), équipé d'un premier (26) et d'un second (28) bras mobiles en rotation par une de leurs extrémités par rapport au bloc moteur, respectivement vers le haut et vers le bas, ainsi que des moyens de rappel (30) de ces deux bras dans une position stable, de part et d'autre de la chaîne, caractérisé en ce que les moyens de rappel comprennent des moyens de freinage (32) du mouvement de rappel des bras (26, 28). 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens de freinage comprennent pour chaque bras un piston (40) mobile délimitant deux chambres (46, 48) de volume variable dans un corps (34) rempli de fluide, ce piston étant muni d'un clapet (54) anti-retour entre les deux chambres et d'un ajutage (64) mettant en communication ces deux chambres, un ressort (66) de rappel étant interposé entre le piston et le fond de chambre. 3. Dispositif de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison entre le piston (40) et le bras (28) correspondant. 4. Dispositif de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que ces moyens de liaison comprennent une crémaillère portée par le piston (40) et un pignon (76) solidaire du bras (74), prévu pour coopérer avec cette crémaillère. 5. Dispositif de protection selon l'un quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage (82) des bras en position (26, 28) d'ouverture extrême. 6. Dispositif de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (82) comprennent plus particulièrement une butée (94), plaquée par un ressort (86) dans un logement (80) ménagé dans le piston. 7. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble des bras et des moyens de rappel est intégré dans un boîtier unique rapporté sur le bloc moteur au droit du pignon d'entraînement de la chaîne. 8. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les points de rotation des bras sont par ailleurs disposés en arrière de la partie frontale du bloc moteur de façon à rester en retrait du guidechaîne. 9. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras comprennent à leur extrémité libre des masselottes réglables en position sur les bras afin de conférer au bras une inertie variable permettant un déverrouillage automatique des moyens de verrouillage.