Brevet FR2741776A1 — publié le 19970606

La présente invention concerne un fil de coupe, destiné à tailler et à couper la végétation, un tel fil de coupe étant utilisé sur des appareils de motoculture & BR Ces appareils sont équipés généralement d'un moteur électrique ou thernique, qui entraîne en rotation, & grande vitesse, une tête tournante supportant un ou plusieurs fils de coupe. Au cours de la rotation de la tête, et sous l'effet de la force centrifuge, le ou les fils de coupe s'étendent radialement et balayent ainsi une certaine zone circulaire, dans laquelle ils exercent un effet tranchant sur la végétation rencontrée. De façon connue, les fils de coupe peuvent être des fils de type monofilament ou multifilament, végétaux, synthétiques, métalliques ou métallo-plastiques, et ces fils peuvent posséder soit une section ronde, soit une section polygonale, par exemple carrée ou en étoile. En cours d'utilisation, de tels fils de coupe engendrent un bruit important et désagréable, s'ajoutant au bruit du moteur d'entrainement de la tête rotative. Ces bruits entraînent une pollution sonore, d'autant plus nuisible que, par leur nature même, les débrousailleuses et taille-bordures sont utilisés en milieu extérieur. Des prescriptions réglementaires, visant à limiter le bruit de ces appareils à un niveau jugé acceptable, sont d'ailleurs en cours d'élaboration et pourraient entrer prochainement en vigueur. Pour tenter de réduire le bruit engendré par les fils de coupe, en cours d'utilisation, diverses solutions ont été déj & proposées. Ainsi, certains fils de coupe connus comportent des gorges longitudinales, droites ou hélicoïdales, de section arrondie ou anguleuse, en nombre variable (une ou plusieurs gorges longitudinales) ; ces gorges ont pour inconvénient d'altérer la qualité de surface du fil, qui est un facteur important de sa qualité de coupe. Une autre solution connue, applicable notamment un fil de coupe de section carrée, consiste à torsader le fil. Cette solution est relativement efficace, mais la réduction du bruit reste fonction du nombre de tours d'hélice du fil de coupe par unité de longueur de ce fil. Par ailleurs, la torsion du fil altère sa qualité de surface ; elle complique et renchérit aussi la fabrication de ce fil. On a aussi proposé des fils de coupe à profil spécial, en "goutte d'eau" ou en aile d'avion, censé améliorer la pénétration dans l'air. Cette solution permet seulement une réduction assez faible du bruit, et n'est donc pas particulièrement performante. Enfin on peut citer des tentatives de réalisation de fils de coupe présentant en surface de petite alvéoles, & la manière d'une balle de golf. Outre les difficultés de fabrication, cette dernière solution conduit & une altération de la qualité de surface du fil. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un fil de coupe perfectionné, procurant une réduction sensible du bruit de fonctionnement, sans altérer les propriétés essentielles du fil et même en améliorant son pouvoir de coupe, lié & sa qualité de surface, ainsi que sa résistance à la rupture à l'oeillet, ceci tout en conservant un mode de production simple et économique du fil. A cet effet, l'invention a pour objet un fil de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures, caractérisé essentiellement en ce qu'il possède des ondulations se répétant dans la direction longitudinale de ce fil de coupe, et s'étendant suivant au moins une direction radiale par rapport à l'axe longitudinal dudit fil de coupe. Ainsi, la solution proposée par la présente invention consiste, de façon générale, à donner un aspect ondulé au fil de coupe. Les ondulations améliorent de manière très significative le coefficient de pénétration dans l'air du fil de coupe. C'est cette amélioration du coefficient de pénétration dans l'air, donc la réduction de l'impact du fil sur l'air, qui génère la baisse du bruit, laquelle peut être de l'ordre de 10 à 12 décibels. A titre d'explication générale de l'amélioration apportée par la solution proposée, il peut être indiqué que les ondulations créent des zones nombreuses permettant l'évacuation, vers l'extérieur, de l'air rencontré par le fil au cours de sa rotation. La solution proposée par la présente invention procure des avantages nombreux et appréciables L'amélioration de la pénétration du fil de coupe dans l'air permet, outre la diminution sensible du bruit, une réduction de la puissance motrice nécessaire pour entraîner ce fil, donc une sollicitation moindre du moteur électrique ou thermique de l'appareil concerné, d'où une économie d'énergie (pour une vitesse de rotation donnée). I1 en résulte aussi que, pour une puissance motrice donnée, la vitesse de rotation du fil de coupe peut être augmentée d'environ 10 à 15 %, ce qui accroît l'inertie du fil et améliore la coupe réalisée par ce fil. La solution consistant à onduler le fil de coupe permet de conserver l'intégralité de la section du fil, sans l'affaiblir par des gorges, des alvéoles ou autres, et sans altérer sa qualité de surface dont dépend son pouvoir de coupe. De plus, le principe de l'ondulation du fil de coupe est applicable, sans difficulté particulière, à des fils de toute section : ronde, ovale, triangulaire, carrée, hexagonale, étoilée, etc..., et de tout diamètre ou de toute grosseur. Il est à noter ici que le gain de bruit obtenu, exprimable en décibels, est inversement proportionnel au diamètre du fil (le gain est plus important avec des fils de petits diamètres). L'aspect ondulé du fil de coupe augmente aussi son pouvoir abrasif, par rapport à un fil rectiligne. Enfin, cet aspect ondulé du fil de coupe améliore considérablement son pouvoir de coupe et aussi sa résistance à la rupture, au niveau de l'oeillet de sortie du fil sur la tête tournante de la débrousailleuse ou du taille-bordures, par l'effet "d'écrouissage", provoqué par le passage de ce fil entre des pignons ou molettes (voir ci-après) destinés à l'onduler. I1 en résulte, dans l'ensemble et à tous égards, une très nette amélioration du comportement du fil de coupe en utilisation. Par ailleurs, du point de vue de la fabrication de ce fil de coupe, les ondulations peuvent être obtenues de façon simple et économique, par exemple par passage du fil entre deux roues dentées, pignons ou molettes tournant en sens opposés, ceci soit en bout de ligne de fabrication du fil, soit ultérieurement (ondulations réalisées en reprise). Les caractéristiques des roues dentées permettent, par le même procédé, l'obtention d'ondulations de toutes formes et dimensions souhaitées. En particulier, il peut s'agir de simples ondulations, conservant la section initiale du fil de coupe, sur toute sa longueur, ou d'ondulations accompagnées localement d'un marquage du fil de coupe, par écrasement. Les ondulations elles-mêmes peuvent être plus ou moins arrondies ou anguleuses, et plus ou moins prononcées, avec des formes régulières ou irrégulières. Des ondulations anguleuses, créant des arêtes ou des dents plus ou moins pointues, sont de nature à améliorer le pouvoir de coupe du fil. Selon un mode de réalisation simple de l'invention, les ondulations du fil de coupe s'étendent suivant une direction radiale unique, par rapport l'axe longitudinal dudit fil de coupe. En d'autres termes, le fil ondulé se développe dans un seul plan, et il possède par exemple l'aspect d'une sinusoïde. Selon un mode de réalisation plus perfectionné, les ondulations du fil de coupe s'étendent suivant des directions radiales multiples, par rapport à l'axe longitudinal dudit fil de coupe. En particulier, ces ondulations peuvent s'étendre suivant deux directions radiales formant, l'une avec l'autre, un angle de goe. Ainsi les ondulations se développent dans deux plans perpendiculaires. Comme on le conçoit aisément, la présence de telles ondulations permet d'obtenir l'effet recherché de réduction du bruit de fonctionnement, quelle que soit l'orientation instantanée du fil de coupe dans l'espace. Les plans médians des ondulations peuvent être perpendiculaires à l'axe longitudinal du fil de coupe, ou obliques par rapport à cet axe longitudinal, selon des angles d'inclinaison non limités. Des ondulations ainsi inclinées peuvent être obtenues, de façon simple, en faisant passer le fil entre deux pignons, molettes ou matrices hélicoidaux. En particulier, si elles sont inclinées vers l'extérieur (par référence à la position du fil de coupe et à son sens de rotation en cours d'utilisation), ces ondulations sont de nature à favoriser l'évacuation de l'air et à contribuer ainsi, par leur orientation, à la diminution du bruit. De toute façon, l'invention sera mieux comprise & BR Figure 1 est une vue de côté, et en légère perspective, d'un tronçon de fil de coupe conforme b la présente invention, de section ronde, ondulé dans un plan (X,Y) ; Figures 2 à 6 montrent des variantes du fil de coupe de figure 1, toutes de section initiale ronde ; Figure 7 représente une autre forme de réalisation du fil de coupe selon l'invention, de section variable ; Figures 8 et 9 montrent un fil de coupe selon l'invention dont les ondulations s'étendent suivant deux directions radiales perpendiculaires ;; Figures 10 et 11 montrent des fils de coupe ondulés conformes à la présente invention, de section carrée ou rectangulaire Figures 12 à 23 montrent d'autres sections de fils de coupe, pouvant comporter des ondulations selon l'invention Figure 24 représente très schématiquement un dispositif permettant d'obtenir un fil de coupe ondulé, conforme à l'invention. La figure 1 montre un tronçon d'un fil de coupe 1 de section ronde pour débroussailleuses ou taillebordures. Le fil de coupe 1 possède des ondulations 2 qui se répètent indéfiniment suivant la direction longitudinale de ce fil de coupe 1, indiquée par son axe longitudinal moyen X. Les ondulations 2 sont ici simples et peu accentuées ; elles résultent de parties alternativement "montantes" et "descendantes", se raccordant par des coudes. Ces ondulations 2 s'étendent suivant une seule direction radiale Y, perpendiculaire à l'axe longitudinal X du fil de coupe 1. Ainsi, dans le premier exemple ici considéré, les ondulations 2 s'étendent dans un seul plan et forment une sorte de ligne brisée ou en dents de scie. Gracie à de telles ondulations 2, le bruit engendré par le fil de coupe 1 en cours d'utilisation est réduit de façon sensible. La figure 2 montre un fil de coupe 1 analogue au précédent, mais possédant des ondulations 2 plus prononcées. La figure 3 montre un autre fil de coupe 1 de section ronde, dont les ondulations 2 sont aussi très prononcées, mais plus arrondies que les précédentes, ce qui confère au fil de coupe 1 une allure sinusoïdale. La figure 4 montre un fil de coupe 1 analogue au précédent, mais possédant des ondulations 2 sinusoïdales moins accentuées. La figure 5 montre un fil de coupe 1 qui possède des ondulations 2 de forme générale arrondie. Toutefois, des marquages 3 sont ici réalisés, formant des aplatissements aux creux des ondulations 2. La figure 6 montre un autre fil de coupe 1, dont les ondulations 2 possèdent des formes plus anguleuses. Dans tous les exemples précédents, le fil de coupe 1 possède une section initiale ronde et constante, et ses ondulations 2 s'étendent suivant une direction axiale unique Y, le fil 1 se développant ainsi dans un seul plan X,Y. La figure 7 montre un fil de coupe 1, de section ronde, mais non constante, le fil 1 possédant des parties sensiblement sphériques de plus grand diamètre 4, qui alternent avec des parties resserres 5. Le fil de coupe 1 présente ainsi un profil longitudinal ondulé 6, suivant toute direction radiale. Les figures 8 et 9 montrent un fil de coupe 1 de section initiale ronde, qui présente des ondulations suivant une première direction radiale Y et aussi suivant une seconde direction radiale Z, perpendiculaire à la précédente. La figure 10 montre un fil de coupe 1 de section carrée ou rectangulaire, qui possède des ondulations 2 situées dans un seul plan, et de même allure que celles décrites en référence aux premières figures. La figure 11 montre un autre fil de coupe 1 de section carrée, dont le profil longitudinal ondulé résulte de zones vrillées 7 alternant avec des tronçons rectilignes 8. Pour la clarté du dessin, les exemples précédents concernent des fils de coupe 1 ondulés de section simple, c'est-à-dire ronde, carrée ou rectangulaire. Le même principe d'ondulations est toutefois applicable & des fils de coupe de sections diverses, éventuellement plus complexes, à contour polygonal et/ou curviligne ; les figures 12 à 23 illustrent divers exemples de sections de fil de coupe pouvant être ondulés et, le cas échéant, marqués. Les ondulations 2 du fil de coupe 1 peuvent être obtenues au moyen d'un dispositif tel que représenté sur la figure 24 : le fil initialement rectiligne, avançant suivant une flèche 9, passe entre deux pignons opposés 10 et 11, montés tournants autour d'axes respectifs 12 et 13. En passant entre les dentures respectives 14 et 15 des deux pignons 10 et 11, qui tournent en sens opposés suivant les flèches 16 et 17, le fil 1 prend une configuration ondulée, et ses ondulations 2 sont conservées dans la mesure où la déformation est de type plastique (et non élastique). Un guide tubulaire 18, traversé par la partie encore rectiligne du fil 1, dirige ce dernier entre les deux pignons 10 et 11. Ce dispositif peut être placé en bout de ligne de fabrication du fil 1. En faisant passer le fil 1 entre deux pignons 10 et 11 hélicoïdaux, on obtient des ondulations 2 dont les plans médians possèdent une orientation oblique, par rapport à l'axe longitudinal X du fil 1. Comme on le montrera plus loin, de telles ondulations permettent d'obtenir un résultat encore amélioré, en ce qui concerne la réduction du bruit en fonctionnement. Le fil de coupe 1 ondulé peut être réalisé en matière synthétique, notamment polyamide, en matière végétale telle que chanvre, en métal, ou en un complexe métallo-plastique. I1 peut s'agir d'un fil de type monofilament ou multifilament. Dans tous les cas, le fil de coupe 1 présente une allure ondulée, c'est-à-dire un profil longitudinal avec une alternance de reliefs et de creux, plus ou moins prononcés, situés dans un seul plan ou orientés dans différents plans, pouvant conférer à ce fil de coupe 1 un aspect de simple ondulation, de chaînette, de tresse, etc... propre à réduire le bruit engendré par le fil de coupe en cours d'utilisation. Les essais, effectués par le Déposant, ont permis de confirmer la réduction sensible du niveau sonore, obtenue grâce aux ondulations du fil de coupe, telles que précédemment décrites. Ces essais ont été effectués dans un local, où le niveau sonore de base était de 50,5 décibels, à l'aide d'un matériel de laboratoire comprenant une tête tournante (apte & recevoir divers fils), entraînée en rotation par un moteur électrique à une vitesse nominale de 5000 tours/minute. Le niveau sonore mesuré lors de la rotation du moteur & cette vitesse, et à vide, c'est-à-dire avec la tête ne portant aucun fil, était de 79,1 décibels. Une première série d'essais a consisté à faire tourner la tête portant un fil de coupe classique de section ronde, de diamètre égal à 2,4 mm, sans ondulations. La moyenne des intensités sonores mesurées (servant de référence pour les essais suivants) était de 101,47 décibels. Une deuxième série d'essais a été effectuée avec un fil de même section ronde, possédant des ondulations dont le plan médian était perpendiculaire à l'axe longitudinal du fil. Le plan de la trajectoire du fil étant horizontal, les ondulations du fil ont été disposées successivement à plat et verticalement. Avec les ondulations disposées & plat, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait & 89,48 décibels, soit un gain de 11,99 décibels. Avec les ondulations disposées verticalement, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait à 92,79 décibels, soit un gain de 8,68 décibels. L'orientation du fil dans l'espace étant en réalité aléatoire, on peut considérer comme significative la moyenne des deux valeurs précédentes, soit un gain moyen de 10,33 décibels. Une troisième série d'essais a été effectuée avec un fil de même section ronde, possédant des ondulations dont le plan médian était incliné par rapport & l'axe longitudinal du fil, l'inclinaison étant tournée vers l'extérieur. Comme précédemment, les ondulations du fil ont été disposées successivement à plat et verticalement. Avec les ondulations disposées à plat, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait à 88,58 décibels, soit un gain de 12,89 décibels. Avec les ondulations disposées verticalement, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait & 93,24 décibels, soit un gain de 8,23 décibels. Le gain moyen (moyenne des deux valeurs précédentes) s'élevait donc à 10,56 décibels. A titre comparatif, il a été procédé à une dernière série d'essais, avec un fil de même section ronde, possédant encore des ondulations dont le plan médian était incliné par rapport l'axe longitudinal du fil, mais dont l'inclinaison était tournée vers l'intérieur, contrairement à la série précédente. Avec les ondulations disposées à plat, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait à 91,64 décibels, soit un gain de 9,83 décibels. Avec les ondulations disposées verticalement, la moyenne des intensités sonores mesurées s'élevait à 93,31 décibels, soit un gain de 8,16 décibels. Le gain moyen (moyenne des deux valeurs précédentes) s'élevait donc à 9,00 décibels. Ces essais confirment la réduction appréciable du niveau sonore obtenue par les ondulations du fil, et la réduction encore plus forte obtenue dans le cas d'ondulations obliques, sous réserve que ces ondulations soient orientées vers l'extérieur. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce fil de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant le détail des formes des ondulations du fil, ou en utilisant d'autres procédés pour l'obtention de ces ondulations, ou encore en destinant un tel fil de coupe ondulé, ou outil de coupe analogue, à tout autre appareil de motoculture approprié. UVINDICaTIOlS 1. Fil de coupe destiné, à tailler et couper la végétation, utilisable sur des appareils de motoculture & BR 2. Fil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations (2) s'étendent suivant une direction radiale unique (Y), par rapport & BR 3. Fil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations (2,6) s'étendent suivant des directions radiales multiples (Y,Z), par rapport à l'axe longitudinal (X) dudit fil de coupe (1). 4. Fil de coupe selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ondulations (2) s'étendent suivant deux directions radiales (Y,z) formant, l'une avec l'autre, un angle de 900. 5. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ondulations (2) conservent la section initiale du fil de coupe (1), sur toute sa longueur. 6. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ondulations (2) sont accompagnées localement (en 3) d'un marquage du fil de coupe (1), par écrasement. 7. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ondulations (2) sont arrondies. 8. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ondulations (2) sont anguleuses. 9. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les plans médians des ondulations (2) sont perpendiculaires & l'axe longitudinal (X) du fil de coupe (1). 10. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les plans médians des ondulations (2) sont obliques par rapport & BR 11. Fil de coupe selon la revendication 10, caractérisé en ce que les ondulations (2) sont inclinées vers l'extérieur, par référence à la position du fil de coupe (1) et à son sens de rotation en cours d'utilisation. 12. Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les ondulations (2) sont obtenues par passage du fil (1) entre deux roues dentées, pignons ou molettes (10,11) tournant en sens opposés (flèches 16,17). 13. Fil de coupe selon l'ensemble des revendications 10 et 12, caractérisé en ce que les ondulations obliques sont obtenues par passage du fil (1) entre deux pignons ou molettes (10,11) hélicoïdaux.