Brevet FR2732254A1 — publié le 19961004

MACHINE PORTATIVE A OUTIL ROTATIF DU TYPE POLISSOIR La présente invention a trait aux techniques de meulage, de ponçage, de polissage, de matière dure et plus particulièrement de substrats de roche tel que le granit. L'invention s'adresse notamment aux machines à préhension manuelle permettant de réaliser des travaux spéciaux de polissage, tels que les galbes et les chanfreins qui ne peuvent être exécutés qu'à partir de machines portatives. Pour réaliser de tels travaux, il existe actuellement deux types de machines portatives à outil rotatif: - dans un premier cas, l'outil rotatif est entraîné par un moteur électrique; - dans un second cas, l'outil rotatif est entraîné par un moteur hydraulique. Dans les deux cas, l'outil rotatif est entraîné en rotation, via un engrenage conique, par le moteur (électrique ou hydraulique), avec son arbre de sortie disposé perpendiculairement à l'axe de rotation dudit outil. Une machine portative à outil rotatif selon le premier cas, dans laquelle le moteur électrique est intégré dans le boîtier de l'appareil, pose de nombreux problèmes quant à son utilisation. Le principal problème lié à l'emploi d'un moteur électrique résulte du milieu ambiant très humide dans lequel la machine opère. Une telle humidité entraîne des conséquences dommageables quant au bon fonctionnement de la machine. De plus, le taux d'humidité régnant autour de ces machines alimentées en énergie électrique étant important, les consignes de sécurité à respecter imposées par la législation du travail sont d'une excessive sévérité. Un autre problème lié à l'utilisation d'un moteur électrique intégré résulte du manque de puissance de sa machine. En effet, afin de respecter le caractère portatif de leurs machines, les constructeurs sont contraints à employer des moteurs de faibles dimensions et de faible poids dont les performances ne répondent pas suffisamment aux besoins du travail à fournir. Une machine portative selon le second cas, utilisant un outil rotatif entraîné par un moteur hydraulique, permet de pallier aux inconvénients des machines selon le premier cas. En effet, le moteur hydraulique, de faibles dimensions et de faible poids, est facilement intégrable dans le corps de la machine car l'énergie du moteur est fournie par la pression du fluide générée par une centrale hydraulique raccordée par des flexibles souples au moteur intégré dans le corps de la machine. Si une machine portative du deuxième cas représente un progrès appréciable du point de vue de sécurité et de puissance, elle recèle néanmoins quelques handicaps quant à son emploi. Parmi ces derniers, le handicap majeur réside dans les opérations de manoeuvre d'une telle machine qui s'oppose à son emploi systématique dans l'ensemble des opérations de polissage des galbes et des chanfreins. En effet, les flexibles hydrauliques assurant la circulation du fluide sous pression entre le moteur de la machine et la centrale hydraulique, limitent considérablement, de par leur rigidité, les possibilités d'articulation de la machine pour assurer les différents angles de présentation de l'outil par rapport au matériau à polir. Les problèmes liés à l'utilisation d'un moteur hydraulique dans une machine portative à outil rotatif du type polissoir, restent donc ceux liés aux manipulations de la machine nécessaires pour suivre les contours des galbes ou les angles des chanfreins à polir. Partant de ces constatations, la demanderesse a mené des recherches ayant pour l'objet l'étude d'une machine portative à outil rotatif spécifique, utilisant des organes classiques dans sa réalisation, dans des conditions satisfaisantes de polissage pour les galbes et les chanfreins de matériaux durs, tout en favorisant une large diffusion d'une telle machine en veillant à son moindre prix de revient. La présente invention permet également de remédier aux inconvénients d'utilisation ciaessus évoqués du moteur hydraulique tout en conciliant les avantages de ce même moteur hydraulique, quand ils existent. A cet effet, la machine de l'invention, du type portatif à outil rotatif entraîné en rotation, via un engrenage conique, par un moteur hydraulique avec son arbre de sortie disposé perpendiculairement à l'axe de rotation dudit outil, est remarquable en ce que le support du susdit moteur hydraulique est monté en libre rotation autour de son arbre par rapport au support du susdit outil rotatif. Grâce à la machine de l'invention, il est donc possible à un opérateur, de manoeuvrer le support de l'outil rotatif de manière à le faire pivoter autour d'un axe parallèle à l'arbre de sortie du moteur hydraulique, sans que ce dernier ne subisse des efforts de rappel exercés par la rigidité des flexibles d'arrivée et de sortie de fluide hydraulique auxquels il est raccordé. Ainsi, l'opérateur peut mettre à profit cette disposition originale de l'articulation du support de l'outil par rapport au moteur, en faisant correspondre facilement et aisément à chacun des contours d'un galbe ou à chacune des faces d'un chanfrein, une présentation particulière de l'outil de polissage. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'arbre de sortie du susdit moteur rotatif est accouplé à une extrémité d'un arbre primaire dont l'autre extrémité est accouplée au susdit engrenage conique, lequel est installé dans le support de l'outil rotatif. La présence de cet arbre primaire, entre l'arbre de sortie du moteur rotatif et l'engrenage conique, a pour objet de mettre en oeuvre , dans de bonnes conditions de fonctionnement et de solidité, la cinématique nécessaire à assurer l'articulation entre le support du moteur et le support de l'outil rotatif pour que l'articulation entre les deux supports se fasse de manière à préserver et la liaison entre les deux et la transmission du mouvement rotatif fourni en sortie du moteur hydraulique. A cet effet, l'arbre primaire est monté en libre rotation à l'intérieur d'un palier à roulements lequel est monté en libre rotation à l'intérieur d'un fourreau-support à roulements disposé coaxialement au susdit palier à roulements de telle sorte que le palier à roulements et le fourreau-support solidarisés l'un au support du moteur d'entraînement et l'autre au support de l'outil-rotatif, assurent la cinématique nécessaire à la réalisation de rotation entre les deux supports. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être évoqués ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'une machine portative à outil rotatif respectant ces concepts. Sur ces dessins: La figure 1 est une en vue de profil d'une telle machine. La figure 2 est une vue de dessus de la machine de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale de la machine de la figure 1. Comme on peut le voir en se reportant à la figure 1, la machine portative de l'invention se compose de deux postes de forme cylindrique: - le premier, référencé 100 dans son ensemble et appelé poste d'entraînement moteur, est disposé dans un plan horizontal par rapport à un axe horizontal XX', - le deuxième, référencé 200 dans son ensemble et appelé poste de travail, est disposé perpendiculairement par rapport à un axe vertical YY'. Dans le contexte de la présente description, les plans horizontal et vertical sont considérés en fonction de la représentation dans l'espace de la machine sur les dessins. Le poste de travail 200 se compose notamment d'un outil rotatif 210 entraîné en rotation autour de l'axe vertical YY', comme le montre la flèche Ry. Cet outil rotatif 210 est équipé, dans le cas présent, d'un disque-polissoir permettant d'exécuter sur des chanfreins ou des galbes des opérations de polissage. Le poste d'entraînement 100 se compose, quant à lui, d'un moteur hydraulique à entraînement externe 110 raccordé à une centrale hydraulique non représentée, par deux flexibles souples d'arrivée 1 10a et de départ 110b permettant d'alimenter le moteur 110 en fluide hydraulique sous pression. En se reportant au dessin de la figure 3, on observera que l'arbre de sortie 111 de ce moteur hydraulique 110 est disposé dans l'axe XX' pour être accouplé à l'extrémité 120a d'un arbre primaire 120 aligné dans le même axe XX'. L'autre extrémité 120b de cet arbre primaire est accouplé à la roue dentée verticale 220a d'un engrenage conique 220 aménagé dans le poste fixe 200. La roue dentée horizontale 220b de cet engrenage conique 220 est couplée à un arbre secondaire 230 disposé dans l'axe vertical YY' autour duquel il est entraîné en rotation (flèche Ry) sous l'effet de la rotation Rx de l'arbre primaire 120 transmise, via - l'arbre de sortie 111 du moteur hydraulique 110, l'arbre primaire 120, la roue dentée verticale 220a et la roue dentée horizontale 220b - audit arbre secondaire 230. Ce dernier est guidé en rotation Ry à l'intérieur d'un palier à roulements 240 installé dans un boîtier de protection 250 formant le support de l'arbre d'entraînement l'outil rotatif 210. L'arbre secondaire 230 est traversé sur toute sa hauteur par un tuyau fixe d'arrosage d'eau 260 débouchant à son extrémité inférieure 260a dans l'outil rotatif 210 et à son extrémité supérieure 260b dans une conduite d'amenée d'eau latérale 261 raccordée à un chapeau 251 coiffant le boîtier 250. L'arbre primaire 120 du poste d'entraînement 100 est monté en libre rotation (flèche Rx) autour de l'axe horizontal XX' à l'intérieur d'un palier à roulements 130 qui, s'étendant sur toute la longueur de l'arbre primaire 120, est solidaire à son extrémité 130a du boîtier-support 250 du poste de travail 200. L'autre extrémité 130b dudit palier à roulements 130 faisant face au moteur hydraulique 110 est libre de rotation. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le palier à roulements 130 guidant la rotation Rx de l'arbre primaire 120 est également monté en libre rotation Rx autour de l'axe horizontal XX', à l'intérieur d'un fourreau à roulements de configuration cylindrique 140. L'extrémité 140a de ce fourreau 140, faisant face au boîtier 250 du poste de travail 200 est libre de rotation alors que son extrémité opposée 140b est solidarisée au support 150 assurant le maintien du moteur d'entraînement 110. Ce mode de construction originale qui consiste à monter le palier à roulements 130 rotatif à l'intérieur du fourreau-support à roulements 140 a pour objet d'assurer une libre rotation Rx du poste de travail 200 associé au palier à roulements 130 par rapport au poste d'entraînement 100 associé au fourreau-support à roulements 140. De la sorte, le poste d'entraînement 100 définit une partie fixe assurant le maintien de la machine et le poste de travail 200 définit une partie pivotante assurant la manoeuvre de l'outil face aux galbes et aux chanfreins à polir. Afin de rendre plus aisée la manoeuvre de rotation du poste de travail 200 par rapport au poste d'entraînement 100, une poignée de préhension 270 est associée au boîtier-support 250 du premier poste. On comprend que la machine, qui vient d'être ci-dessus décrite et représentée, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple cidessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 100 . . Poste d'entraînement 110 . Moteur hydraulique à entraînement externe 110a Flexible d'arrivée 11 0b Flexible de départ 111 Arbre de sortie du moteur 110 120 .. . . Arbre primaire 120a Extrémité de l'arbre 120 accouplée à l'arbre 111 120b.... Extrémité de l'arbre 120 accouplée à la roue dentée 220a 130 ... . . Palier à roulements 1 30a.... Extrémité du palier 130 associée au boîtier support 250 130b Extrémité libre du palier 130 140... . Foureau-support à roulements du palier 130 140a . Extrémité libre du fourreau 140 140b.... Extrémité associée au support 150 150.... Support du moteur 110 200 . Poste de travail 210.... Outil rotatif formé d'un disque-polissoir 220... . . Engrenage conique 220a Roue dentée verticale accouplée à l'arbre primaire 120 220b.... Roue dentée horizontale accouplée à l'arbre secondaire 230 230 Arbre secondaire 240 Palier de l'arbre secondaire 230 250 . Boîtier- support de protection 251 Chapeau du boîtier 250 260 . Tuyau d'arrosage d'eau 260a Extrémité inférieure du tuyau 260 260b Extrémité supérieure du tuyau 260 261.... Conduite d'amenée d'eau 270 Poignée de préhension XX' '.... Axe horizontal YY' .. Axe vertical Flèche Rx.... Mouvement de rotation autour de l'axe XX' Flèche Ry Mouvement de rotation autour de l'axe YY' REVENDICATIONS 1. Machine portative à outil rotatif (210) entraîné en rotation (flèche Ry), via un engrenage conique (220), par un moteur hydraulique (110) avec arbre de sortie (111) disposé perpendiculairement à l'axe de rotation (YY') dudit outil (210), CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le support (150) du susdit moteur hydraulique (110) est monté en libre rotation (flèche Rx) autour de l'axe (XX') de son arbre de sortie (111) par rapport au support (250) du susdit outil rotatif (210). 2. Machine portative à outil rotatif, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE l'arbre de sortie (111) du susdit moteur rotatif (110) est accouplé à une extrémité (120a) d'un arbre primaire (120) dont l'autre extrémité (120b) est accouplée au susdit engrenage conique (220), lequel est installé dans le support (250) de l'outil rotatif (210). 3. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1 et 2, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit arbre primaire (120) est monté en libre rotation (flèche Rx) à l'intérieur d'un palier à roulements (130) s'étendant sur toute la longueur dudit arbre. 4. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1, 2 et 3, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit palier à roulements (130) est monté en libre rotation (flèche Rx) à l'intérieur d'un fourreau-support à roulements (140) disposé coaxialement au susdit palier à roulements (130). 5. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit palier à roulements (130) et le susdit fourreau-support (140) sont solidaires l'un au support (150) du moteur d'entraînement (110) et l'autre au support (250) de l'outil-rotatif (210). 6. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1, 2, 3 et 5 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit palier à roulements (130) est solidaire à une de ses extrémités (130a) au boîtier-support (250) dudit outil rotatif (210) et libre de rotation à son autre extrémité opposée (130b) faisant face au moteur hydraulique (110). 7. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1, 2, 4 et 5 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit fourreau-support à roulements (140), est solidaire à une de ses extrémités (140b) au support (150) du susdit moteur rotatif (110) et libre à son autre extrémité (140a) faisant face au support (250) dudit outil rotatif (210). 8. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1 à 7 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit palier à roulements (130), le susdit fourreau-support à roulements (140) sont cylindriques. 9. Machine portative à outil rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le moteur hydraulique (110) assurant l'entraînement en rotation (flèche Rx) du susdit arbre primaire (120) est un moteur à engrenage externe disposé décalé par rapport au susdit fourreau-support cylindrique (140) afin de ramener son arbre de sortie (111) dans l'axe (XX') dudit arbre primaire (120). 10. Machine portative à outil rotatif selon les revendications 1 à 9 prises ensemble, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le susdit outil rotatif (210) est un disque à polir dans lequel débouche un tuyau d'arrosage d'eau fixe (260) traversant un arbre secondaire (230) associé au susdit engrenage conique (220) pour assurer l'entraînement dudit outil rotatif (210).