Brevet FR2712837A1 — publié le 19950602

La présente invention a pour objet un dispositif de protection et de sécurité pour utilisateur d'outils coupants ou tranchants, motorisés à commande électrique. Par outil a commande électrique on entend des outils dont la mise en fonctionnement et l'arrêt sont effectués électriquement, la source d'énergie d'actionnement des organes de coupe pouvant être autre qu'électrique et par exemple hydraulique, pneumatique etc. Les sécateurs électriques, d'un emploi courant notamment en viticulture pour la taille de la vigne peuvent être à l'origine d'accidents graves tels que sectionnement des doigts ; ceci étant essentiellement dû au fait que le préposé tenant le sécateur d'une main tient le sarment a sectionner de l'autre å trop faible distance des lames de coupe. Pour écarter le risque de sectionnement des doigts l'utilisateur enfile un gant en côte de maille. Cette solution actuellement mise en oeuvre n'écarte pas totalement les risques de blessures graves, les mailles du gant sous l'effet de la puissance disponible au niveau des lames de coupe pouvant être écrasées sur la main. La présente invention à pour objet de résoudre les problèmes précédemment cités en mettant en oeuvre un dispositif de protection et sécurité qui provoque l'arrêt immédiat des lames de coupe dès que ces dernières ou la carcasse de l'outil viennent à proximité immédiate de la main ou plus généralement de la partie du corps de l'utilisateur à protéger. A cet effet le dispositif de sécurité pour utilisateur d'outil de coupe motorisé pourvu d'organes de coupe actionnés par un organe moteur commuté à une source d'énergie lorsqu'un contacteur que l'outil comporte est actionné par l'utilisateur se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend - un circuit électrique de protection ou d'alarme constitué par -un élément électriquement conducteur recouvrant la zone anatomique à protéger du corps de l'utilisateur, -une première liaison électrique établie entre l'élément électriquement conducteur et l'un des deux pôles d'une source de tension électrique, -une seconde liaison électrique établie entre l'autre pôle de la source de tension électrique et au moins les organes de coupe de l'outil, lequel circuit de protection est ouvert lorsque l'outil est écarté de la zone anatomique à protéger et fermé lorsque le contact électrique est établi entre l'élément conducteur et les organes de coupe, - et un moyen sensible à la fermeture du circuit de protection et/ou aux effets du courant électrique s'établissant dans ce circuit après fermeture de ce dernier, lequel moyen, lorsque cette fermeture est réalisée, ouvre ou commande l'ouverture du circuit entre l'organe moteur et sa source d'énergie de façon à interrompre le mouvement de coupe des organes de coupe. On voit donc que dés contact avec l'élément conducteur, les organes de coupe sont stoppés immédiatement dans leur mouvement de coupe ce qui est garant de la sécurité de l'utilisateur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de formes préférées de réalisation données à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels: - la figure l montre un outil de coupe tel un sécateur asso cié à un dispositif de protection et de sécurité selon 1 'invention, - la figure 2 montre sous forme schématique une première forme de réalisation d'un dispositif de protection et, - la figure 3 montre sous forme schématique une seconde forme de réalisation du dispositif de sécurité et de protection. Tel que représenté le dispositif de protection et de sécurité est associé å un outil de coupe 1 tel que par exemple un sécateur motorisé comportant des organes de coupe 2 sous forme de lame de coupe actionnés par un organe moteur 3 à partir de l'actionnement d'un contacteur 4 prévu sur l'outil ; l'action sur ce contacteur assurant la connexion de l'organe moteur 3 à une source d'énergie 5. Sans que cela soit limitatif, l'organe moteur 3 est un moteur électrique à courant continu et la source d'énergie se présente sous la forme de batteries électriques. Ces batteries, comme on peut le voir en figure l seront logées dans une gaine sous forme de ceinture que l'utilisateur porte à la taille. Le dispositif de protection comme représenté sur les figures jointes comprend un circuit électrique de protection constitué par un élément électriquement conducteur 6 destiné å recouvrir la zone anatomique à protéger du corps de l'utilisateur, une source de tension électrique 7, une première liaison électrique entre le pôle positif par exemple de la source de tension 7 et l'élément électriquement conducteur 6 et une seconde liaison électrique entre l'autre pôle de la source de tension 7 et les organes de coupe 2 de l'outil via la carcasse de ce dernier, la dite carcasse étant avantageusement en métal et une liaison électrique entre les lames de coupe et la carcasse est établie soit de construction soit en rapportant un conducteur électrique entre ces organes. La liaison électrique entre le pôle positif de la source de tension et l'élément électriquement conducteur est assurée par un cible électrique 8 sous gaine isolante,de section appropriée. La source de tension 7 peut être constituée par un accumulateur ou équivalent, par un pont diviseur de tension alimenté par la source d'énergie électrique 5, ou bien par tout autre moyen connu de l'homme de l'art. L'élément électriquement conducteur 6, les lames de coupe 2, la source de tension 7 et les deux liaisons électriques forment un circuit électrique de sécurité qui se ferme lorsque le contact électrique est établi entre l'élément 6 et les lames ou la carcasse de l'outil et donc lorsque l'utilisation de ce dernier devient dangereuse pour le préposé à la taille. Ce circuit demeure ouvert tant que les lames de coupe sont écartées de la zone anatomique à protéger. Sur l'une des liaisons électriques entre la source de tension 7 et l'élément électriquement conducteur 6 d'une part et la source de tension 7 et les lames de coupe 2 de l'outil 1 d'autre part est disposé le moyen 9 sensible à la fermeture du circuit électrique précédemment défini, ce moyen étant sensible aux effets du courant électrique circulant dans ce circuit après fermeture. Ce moyen,lorsque le contact électrique est établi entre l'élément électriquement conducteur 6 et les lames 2 ou la carcasse de l'outil et qu'un courant électrique circule dans le circuit électrique ainsi formé ouvre ou commande l'ouverture du circuit entre le moteur et sa source d'énergie ce qui provoque l'arrêt du mouvement de coupe des lames 2. L'élément électriquement conducteur 6 est souple et constitue selon la forme préférée de réalisation, un article vestimentaire que l'utilisateur enfile sur la zone anatomique à protéger. Cet élément peut donc être un pantalon, une veste ou un gant comme représenté aux dessins joints. Ce gant peut être entierement métallique et se présenter sous forme de côte de maille ou bien constitué en une matière tissée, électriquement conductrice. On pourra encore prévoir un gant en peau recouvert d'un tramage électriquement conducteur. Par référence à la figure 2 on va exposer une première forme de réalisation de l'objet de l'invention. Selon cette forme de réalisation la source de tension 7 est constituée par la source d'énergie 5 et sur la liaison électrique entre la source d'énergie et les lames de coupe 2 sont disposés en série le contacteur 4 et le moyen 9 sensible à la fermeture du circuit. Selon cette forme de réalisation, ce moyen 9 est constitué par un élément fusible de protection contre les surintensités, à réponse rapide ce qui assure de manière quasi instantanée l'ouverture du circuit électrique d'alimentation du moteur électrique 3. Par référence à la figure 3 est maintenant exposée une seconde forme de réalisation de l'objet de l'invention. L'outil de coupe pour lequel est prévue cette seconde forme de réalisation comprend un circuit de commande 10 pourvu du contacteur 4 à partir de l'action sur lequel ledit circuit de commande génère un signal d'activation appliqué sur l'entrée de commande d'un cicuit de puissance 11 de façon que ce dernier alimente en énergie électrique l'organe moteur électrique 3 du sécateur électrique. Le relachement du contacteur provoque l'émission par le circuit de commande 10 d'un signal de désactivation à partir de la réception duquel le circuit de puissance coupe l'alimentation du moteur. Le circuit de puissance 11 est connu de l'homme de l'art et ne sera pas décrit dans le détail. Essentiellement, ce circuit de puissance ll est constitué par un transistor qui peut être passant ou bloqué en fonction de l'état logique haut ou bas de sa base, cet état logique étant déterminé par l'état passant ou bloqué d'un transistor sur la base duquel est appliqué le signal de commande. Ce signal de commande en fonction de son niveau logique est soit le signal d'activation soit le signal de désactivation. Le circuit de commande est également connu de l'homme du métier et comporte essentiellement deux bascules D repérées par 13 et 14 sur la figure 3, dont une, la bascule 13 est associée au contacteur 4. Les sorties respectives de ces bascules sont connectées électriquement aux deux entrées d'une porte NAND 15 dont la sortie est connectée aux deux entrées d'une seconde porte NAND 16 jouant le rôle d'inverseur. A la sortie de cette seconde porte NAND 16 est disponible le signal de commande, ce signal suivant son niveau logique pouvant etre le signal d'activation ou le signal de désactivation. Le circuit de commande tel que décrit est connecté électriquement à la sortie du moyen 9 sensible à la fermeture du circuit de protection. Ce moyen 9 est par exemple un circuit comparateur qui compare la valeur d'une tension électrique de référence appliquée sur l'une de ses deux bornes d'entrée, à la valeur de la tension électrique appliquée d'une part sur les organes de coupe 2 et d'autre part sur son autre borne d'entrée. Selon cet exemple de réalisation la valeur de la tension de référence est nulle, la borne correspondante du comparateur étant connectée à la masse. Le comparateur par sa borne de sortie est connecté électriquement au circuit de commande 10 et plus précisément à l'entrée de la seconde bascule 14 pour délivrer au circuit de commande un signal de défaut lorsque apparait une différence de potentiel entre ses bornes d'entrée, cette différence de potentiel étant due à la fermeture du circuit de protection par contact électrique entre l'élément électriquement conducteur 6 et au moins les organes de coupe 2 de l'outil. La réception du signal de défaut génère l'émission d'un signal de désactivation par le circuit de commande à partir de la réception duquel le circuit de puissance coupe l'alimentation du moteur. Plus précisément, la seconde bascule 14, lorsqu'elle reçoit à son entrée le signal de défaut, modifie l'état logique de sa sortie et donc de l'entrée correspondante de la première porte NAND 15 si bien que l'état de la sortie de chacune des portes 15 et 16 s'en trouve modifié, si et seulement si, le contacteur 4 est actionné. Il est nécéssaire dés désactivaton du moteur électrique 3, d'assurer un arrêt rapide de ce dernier. Dans ce but il est prévu un commutateur électronique 17 comportant une entrée de commande par laquelle il reçoit le signal de désactivation, le dit commutateur étant connecté aux bornes d'entrée du moteur 3 pour former aux dites bornes un circuit électrique d'abord ouvert, en l'absence du signal d'activation et ensuite fermé lorsque le signal de désactivation est appliqué sur l'entrée de commande, la fermeture de ce circuit connectant l'une à l'autre les deux bornes du moteur électrique 3 ce qui dissipe l'énergie électrique restante dans le moteur. En outre la transmission mécanique de mouvement entre l'arbre de sortie du moteur 3 et les lames de coupe 2 présente un rapport de réduction important et l'importance des masses en mouvement est faible si bien que les lames de coupe et les organes de la transmission ne peuvent pas, sous l'effet de leur élan, entrainer l'arbre de sortie du moteur 3. Ainsi l'arrêt du mouvement de l'arbre de sortie du moteur 3provoqué par la connexion l'une à l'autre des deux bornes du moteur entraine immédiatement l'arrêt du mouvement de coupe des lames. Selon la forme préférée de réalisation le commutateur électronique est un transistor connecté par son émetteur et son collecteur aux deux bornes du moteur électrique 3, ce transistor pouvant soit etre bloqué ou passant selon le niveau de tension électrique appliqué sur sa base, laquelle constitue l'entrée de commande. Sur la figure 3 on peut remarquer qu'a l'entrée du circuit de commande est connectée la sortie d'un circuit 18 de détection des courts circuits, ce circuit dés qu'un court circuit est détecté délivre å l'entrée de la bascule 14 un signal de défaut. Ce circuit 18 comprend essentiellement un amplificateur opérationnel 18A fonctionnant en comparateur, sur une des bornes d'entrée duquel est appliqué une tension de référence. L'autre borne d'entrée est connectée à la borne négative du moteur à courant continu 3. On comprend que ce circuit fonctionne de la même façon que le moyen 9 précédemment décrit si bien que selon une forme simplifiée de l'invention, ce circuit constituera ce moyen 9. A cet effet l'élément électriquement conducteur 6 est connecté å la borne positive du moteur et la borne négative est connectée à la carcasse et aux organes de coupe de l'outil 1. La borne positive du moteur est connectée au circuit de puissance 11. D'autres formes de réalisation pourront être prévues pour le moyen 9 sensible à la fermeture du circuit de protection et c'est ainsi que ce moyen pourra être constitué par un opto coupleur dont l'élément émetteur sera disposé en serie sur l'une des deux liaisons électriques que comporte le circuit de protection. Enfin il pourra être adjoint au sécateur un circuit 19 de détection du blocage des lames, ce circuit lorsque ce défaut est détecté appliquant sur l'entrée du circuit de commande un signal de défaut à partir duquel est commandé l'arrêt du moteur. Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalences techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1/. Dispositif de protection et de sécurité pour utilisateur d'outil de coupe (1) motorisé pourvu d'organes de coupe (2) actionnés par un organe moteur (3) commuté à une source d'énergie (5) lorsqu'un contacteur (4) que l'outil (1) comporte est actionné par l'utilisateur caractérisé en ce qu'il comprend -un circuit électrique de protection ou d'alarme constitué par: -un élément électriquement conducteur (6) recouvrant la zone anatomique à protéger du corps de l'utilisateur, -une première liaison électrique établie entre l'élément électriquement conducteur (6) et l'un des deux pôles (7) d'une source de tension électrique, -une seconde liaison électrique établie entre l'autre pôle de la source de tension électrique (7) et au moins les organes de coupe (2) de l'outil (1), lequel circuit de protection est ouvert lorsque l'outil (1) est écarté de la zone anatomique à protéger et fermé lorsque le contact électrique est établi entre l'élément conducteur (6) et les organes de coupe (2), -et un moyen (9) sensible à la fermeture du circuit de protection et/ou aux effets du courant électrique s'établissant dans ce circuit après fermeture de ce dernier, lequel moyen (9), lorsque cette fermeture est réalisée, ouvre ou commande l'ouverture du circuit entre l'organe moteur (3) et sa source d'énergie (5) de façon à interrompre le mouvement de coupe des organes de coupe (2). 2/. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe moteur (3) est un moteur électrique, la source d'énergie (5) est une source d'énergie électrique laquelle constitue la source (7) de tension et que le moyen (9) sensible a la fermeture du circuit de protection est un élément fusible de protection contre les surintensités dispose en série sur l'une des deux liaisons électriques dudit circuit de protection. 3/. Dispositif selon la revendication 1 pourvu d'un circuit de commande (10) comportant un contacteur (4) électrique actionné par l'utilisateur pour générer un signal d'activation à partir de la réception duquel un circuit de puissance (11) commandé par le circuit de commande (10) alimente en énergie motrice un organe moteur (3) d'actionnement des organes de coupe (2) de l'outil (1) de coupe, le relachement du contacteur (4) provoquant l'émission par le circuit de commande (10) d'un signal de désactivation à partir de la réception duquel le circuit de puissance (11) coupe l'alimentation du moteur (3) ce qui interrompt le mouvement de coupe des organes de coupe (2) caractérisé en ce que le moyen (9) sensible à la fermeture du circuit électrique de protection est un circuit comparateur qui compare la valeur d'une tension électrique de référence appliquée sur l'une de ses deux bornes d'entrée, à la valeur de la tension électrique appliquée d'une part sur les organes de coupe (2) et d'autre part sur son autre borne d'entrée, le dit comparateur par sa borne de sortie étant connecté électriquement au circuit de commande (10) et délivrant au circuit de commande (10) un signal de défaut lorsque apparait une différence de potentiel entre ses bornes d'entrée, cette différence de potentiel étant due au contact électrique établi entre l'élément (6) électriquement conducteur et au moins les organes de coupe (2) de l'outil (1), la réception du signal de défaut générant l'émission d'un signal de désactivation par le circuit de commande (10) à partir de la réception duquel le circuit de puissance (11) coupe l'alimentation du moteur (3). 4/. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moteur (3) d'actionnement des organes de coupe (2) est un moteur électrique. 5/. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par un commutateur électronique (17) comportant une entrée de commande par laquelle il reçoit le signal de désactivation, le dit commutateur (17) étant connecté aux bornes d'entrée du moteur (3) pour former aux dites bornes un circuit électrique d'abord ouvert en l'absence du signal d'activation et fermé lorsque le signal de désactivation est appliqué sur son entrée de commande, la fermeture de ce circuit connectant l'une à l'autre les deux bornes du moteur électrique (3) ce qui dissipe l'énergie électrique restante dans le moteur (3) et donc assure un arrêt rapide des organes de coupe (2) de l'outil (1). 6/. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément (6) électriquement conducteur est souple. 7/. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément (6) électriquement conducteur est un article vestimentaire. 8/. Dispositif selon la revendication R7 caractérisé en ce que l'élément (6) électriquement conducteur est un gant. 9/. Dispositif selon la revendication R8 caractérisé en ce que le gant (6) est en côte de maille.