Brevet FR2754022A1 — publié le 19980403

i L'invention concerne un bloqueur de rotation pour l'arbre d'entraînement d'un outil tournant d'un instrument de travail, en particulier d'un outil de coupe sur une débroussailleuse ou analogue, comprenant un élément de blocage relié solidaire en rotation à l'arbre d'entraînement et pourvu d'un trou d'arrêt pour une cheville de blocage montée axialement coulissante dans le carter de l'instrument de travail, et comprenant un élément d'actionnement placé à côté de la cheville de blocage pour déplacer cette cheville d'une position o elle est engagée dans le trou d'arrêt à une position dégagée o elle est sortie du trou d'arrêt, la cheville de blocage étant déplaçable axialement par l'élément d'actionnement par l'intermédiaire d'un ergot de déplacement faisant saillie dans la trajectoire de déplacement de la cheville. Par le document DE 195 42 144 A1, on connaît un bloqueur de ce type, ayant une grande sûreté de fonctionnement, dont la cheville de blocage est sollicitée en permanence par la force d'un ressort en direction de la position d'engagement dans un disque de blocage. Par l'intermédiaire d'un ergot de déplacement faisant saillie dans la trajectoire de la cheville et appartenant à un bouton tournant, la cheville peut être soulevée contre la force du ressort jusqu'à une position dégagée. Avec ce dispositif, le bouton tournant doit lui-même être bloqué à la position correspondant à la position dégagée de la cheville de blocage afin que soit supportée d'une part la force du ressort de déplacement agissant sur la cheville et que soient encaissées d'autre part les forces élevées d'accélération agissant sur la cheville pendant le fonctionnement de la tête de coupe d'une débroussailleuse. L'invention vise à perfectionner un bloqueur de rotation, du type générique indiqué au début, de manière que soient encaissées fiablement les forces élevées d'accélération agissant pendant le fonctionnement de l'instrument de travail sur la cheville de blocage occupant alors sa position dégagée, ceci afin d'empêcher l'actionnement intempestif du bloqueur. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que l'ergot de déplacement est formé par une extrémité d'un élément élastique dont l'autre extrémité est immobilisée sur l'élément d'actionnement. L'élément élastique, notamment sous la forme d'un étrier à ressort placé entre l'élément d'actionnement et la cheville de blocage, fournit la force élastique nécessaire pour que la cheville pénètre automatiquement dans un trou d'arrêt dès que le bouton est tourné dans la mesure nécessaire. Si la cheville ne peut pas tomber dans un trou d'arrêt et le bouton est néanmoins tourné à sa position correspondant au blocage, l'étrier à ressort compensera par déformation élastique la différence de distance, ce qui établit en même temps la force élastique nécessaire à l'encliquetage automatique. La rotation du bouton exerce sur l'étrier une charge dans le sens de la diminution de son diamètre. Lorsque le bouton est tourné dans l'autre sens pour supprimer le blocage en rotation, la cheville est extraite en même temps du trou d'arrêt, par l'intermédiaire de l'étrier à ressort, et poussée contre une butée solidaire du carter. Dès que la cheville de blocage est immobilisée par son application contre le carter, la rotation résiduelle du bouton, en direction de la position dégagée, produit l'élargissement de l'étrier, avec le résultat que la cheville est maintenue par la force du ressort contre sa butée. Si la cheville est soumise à une force élevée d'accélération en direction de sa position d'engagement dans le disque de blocage, il en résulte un élargissement supplémentaire de l'étrier à ressort et, partant, une augmentation de la force maintenant la cheville à sa position dégagée. Un perfectionnement de l'invention prévoit la coordination, à un tronçon de l'étrier, d'une paroi d'appui radialement extérieure, solidaire du carter, sur laquelle l'étrier s'appuie lorsqu'il est élargi davantage. Des forces d'accélération allant jusqu'à 60 G peuvent ainsi être encaissées de manière sûre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: + la figure 1 est une vue de côté de la tête de coupe d'une débroussailleuse munie d'un bloqueur de rotation selon l'invention; + la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1; + la figure 3 est une vue de dessus d'un disque de blocage à monter solidaire en rotation avec lui sur l'arbre d'entraînement de la tête de coupe; + la figure 4 est une vue partiellement en coupe de la tête selon la figure 1; + la figure 5 est une coupe axiale de l'élément d'actionnement du bloqueur de rotation; + la figure 6 est une vue de dessus de l'élément d'actionnement, réalisé sous la forme d'un bouton tournant; + la figure 7 est une vue de côté du bouton tournant selon la figure 6; + la figure 8 est une coupe axiale du bouton selon la figure 6; + la figure 9 est une vue de l'arrière du bouton selon la figure 6; + la figure 10 est vue de côté d'un étrier à ressort; + la figure 11 est une vue de dessus de l'étrier à ressort selon la figure 10; + la figure 12 est une vue d'une cheville de blocage; + la figure 13 est une coupe partielle de la tête dans une représentation selon la figure 4 avec une cheville de blocage en position dégagée; + la figure 14 est une représentation correspondant à la figure 13, mais avec la cheville de blocage dans une position intermédiaire; et + la figure 15 est une représentation correspondant à la figure 13, mais avec une cheville de blocage en position engagée. Le bloqueur de rotation selon l'invention, pour l'arbre d'entraînement d'un outil tournant d'un instrument de travail, sera décrit ci-après plus en détail l'exemple de la tête de coupe d'une débroussailleuse. La tête de coupe 1 (figures 1 à 4) comporte un carter 2 dans lequel un arbre d'entraînement 3 est monté et tenu par deux roulements 4 et 5. Dans la zone entre les deux roulements 4 et 5, une roue dentée conique 6, engrenant avec une roue dentée d'attaque non représentée, est calée sur l'arbre 3. La roue conique d'attaque est mue par un arbre disposé dans un manche tubulaire qui pénètre par une extrémité dans un col de raccordement 7 (figures 1, 4) et est fixé au carter 2 de la tête de coupe 1 par un manchon de serrage 8. Le carter 2 est fermé, sur son côté dirigé vers l'outil 10 (voir la figure 2), par un anneau protecteur 9 semblable à un capot et recouvrant un élément de blocage calé sur l'arbre d'entraînement 3 et constitué dans cet exemple de réalisation par un disque de blocage 11. Ainsi que le montre la figure 3, le perçage central du disque 11 présente une cannelure 12 par laquelle ce disque est enfilé de façon solidaire en rotation avec l'arbre sur une cannelure 13 correspondante de l'arbre d'entraînement 3. L'anneau protecteur recevant le disque de blocage 11 est fermé par un disque protecteur 14 dont le bord 14a est disposé à recouvrement axial mutuel avec le bord 9a de l'anneau 9. Le jeu s entre les bords 9a et 14a permet la rotation du disque protecteur 14 par rapport au capot protecteur annulaire 9 solidaire du carter. Le disque protecteur 14 est appliqué contre un outil 10, une lame coupante par exemple, qui est axialement serré, au moyen d'un écrou de serrage 16 et avec interposition d'un disque de pression 15, avec une force telle que l'outil 10 soit solidarisé en rotation avec l'arbre d'entraînement 3. L'écrou de serrage 16 est vissé sur un filetage 17 à l'extrémité libre de l'arbre 3 et contient intérieurement un frein sous la forme d'une bague de matière plastique 18 servant à éviter la perte de l'écrou. Un trou de graissage 19, fermé par une vis d'obturation 20, débouche à l'intérieur du carter 2 entre les deux roulements 4 et 5. Des trous d'arrêt 21 diamétralement opposés sont formés dans le disque de blocage 1 en vue de l'engagement d'un tronçon de blocage 22 (figure 4) d'une cheville de blocage 23 dans l'un de ces trous. Dans l'exemple de réalisation montré ici, le disque 1l1 présente quatre trous d'arrêt 21 (figure 3). Le disque de blocage 11 possède un bord extérieur 24, dépassant axialement du carter 2, qui s'étend pratiquement sans jeu jusqu'à l'anneau protecteur 9. Sur le côté éloigné du carter 2, une plaque de protection 25 est prévue entre le disque protecteur 14 et le disque de blocage 11, plaque qui ferme les trous d'arrêt 21 sur le dessous en empêchant ainsi la pénétration de matières étrangères. Dans l'exemple montré, la cheville de blocage 23 est à peu près perpendiculaire au disque de blocage 11 (figure 4). L'axe 26 de la cheville 23 est parallèle à l'axe de rotation 27 de l'arbre d'entraînement 3. La cheville 23 est montée axialement coulissante dans un alésage 28 ménagé dans le carter et de préférence fermé d'un côté, comme c'est le cas dans cet exemple. Une face d'extrémité 29 de la cheville 23 est située du côté fermé de l'alésage 28 et l'extrémité opposée de la cheville constitue le tronçon de blocage 22 conçu pour s'engager dans un trou d'arrêt 21 du disque de blocage 11. Le diamètre du tronçon 22 est de préférence inférieur à celui du corps de base 33 de la cheville 23. En particulier, le diamètre du tronçon de blocage 22 est de peu inférieur à la largeur B, mesurée dans la direction périphérique, d'un trou d'arrêt 21 (figure 3). Entre le tronçon de blocage 22 et l'extrémité intérieure 29 de la cheville 23, le corps de base 33 est pourvu d'un logement formé par un évidement, en particulier par un perçage transversal 32, ce qui confère à cette partie de la cheville 23 la fonction d'un tronçon d'actionnement 34. Dans cet évidement ou perçage transversal 32 s'engage un ergot de déplacement 40 d'un bouton tournant 41 placé - ainsi que le montrent les figures 4 et 5 - dans un logement cylindrique 35 du carter. L'axe 36 de ce logement 35 est transversal et en particulier perpendiculaire à l'axe 37 de l'alésage borgne 28; le logement cylindrique 35 coupe cet alésage dans la zone du tronçon d'actionnement 34 ou du perçage transversal 32 de la cheville 23. De ce fait, le logement 35 et l'alésage 28 communiquent entre eux à travers une fenêtre 30. Le diamètre du perçage 32 est plus grand, de préférence plus de deux fois plus grand que le diamètre de l'ergot 40, formé plus exactement, comme décrit par la suite, par une extrémité d'un ressort. Le bouton tournant 41, prévu comme élément d'actionnement, présente une partie de guidage 44 située dans le logement cylindrique 35 et maintenue avec ajustement dans la zone de l'extrémité ouverte de ce logement. A la partie de guidage 44 se raccorde une tête 42 située à l'extérieur du carter 2 et qui - comme le montre la figure 6 - est réalisée à la façon d'un écrou 45. La cote sur plats de l'écrou correspond de préférence à la cote sur plats de l'écrou de serrage 16. Le bouton tournant 41 est un bouton cylindrique creux (voir les figures 5 à 9) avec un diamètre intérieur au niveau de la tête 42 plus grand que le diamètre intérieur de la partie de guidage 44. L'épaulement annulaire interne 46, ainsi formé, sert d'appui pour le bord périphérique d'une rondelle-ressort 47 qui est de préférence maintenue appliquée axialement contre l'épaulement annulaire 46 par une vis 48. Cette dernière est vissée dans une tubulure de fixation 38 solidaire du carter et placée au centre du logement pour le bouton, tubulure qui s'étend à l'intérieur de la partie de guidage 44 du bouton 41. Sous l'effet de la force axiale créée lors de la fixation de la rondelleressort 47, un collet annulaire extérieur 49 de la tête 42 est pressé axialement contre un épaulement annulaire 50 du carter 2. Entre le collet 49 et l'épaulement 50 est ainsi créée une liaison par friction qui s'oppose par une force au mouvement de rotation du bouton 41. L'application à friction du collet annulaire 49 contre l'épaulement annulaire 50 du carter 2 ferme également le logement cylindrique 35 du carter vis-à-vis de la pénétration de matières étrangères. Le mouvement de rotation du bouton 41 est limité par une butée de rotation 51 qui - ainsi que le montre la figure 5 - se raccorde axialement, vers l'intérieur, à la partie de guidage 44 et est située entre deux butées antagonistes 52 solidaires du carter (figure 4). Comme on peut le voir sur la figure 4, entre la tubulure de fixation 38 et la paroi cylindrique interne 39 du logement 35 est formé un espace annulaire 31 (figure 5) qui est fermé axialement par la partie de guidage 44 du bouton 41. Dans cet espace annulaire 31 se trouve, avec du jeu radial vers l'intérieur et vers l'extérieur, un étrier à ressort 60 ayant à peu près la forme d'un C dans une vue de dessus (figure 11) et constituant l'élément élastique dont il a été question précédemment. L'étrier à ressort 60 est formé essentiellement par une partie de spire située dans un plan et pouvant s'étendre sur un angle circonférentiel d'environ 180 à 270 , de préférence de 220 , comme cela est le cas à peu près dans l'exemple montré ici. L'étrier 60 entoure l'axe de rotation 36 du bouton 41 et, de préférence, sa partie de guidage 44. Le fil pour ressorts dont est fait cet étrier possède une forme cylindrique circulaire, mais d'autres sections peuvent être opportunes aussi. La spire 61 se raccorde par une extrémité à un tronçon terminal rectiligne 62 dont l'extrémité libre est recourbée, dans le plan de la spire, à angle droit ou à peu près à angle droit vers l'extérieur, et constitue l'ergot 40 pour le déplacement de la cheville de blocage 23. Le tronçon 62 et l'extrémité d'étrier 63 formant l'ergot 40 sont de préférence perpendiculaires entre eux. L'autre extrémité 64 de l'étrier à ressort 60 est recourbée à angle droit hors du plan 65 de la spire, comme le montre la figure 10. L'extrémité 64 est perpendiculaire ou à peu près perpendiculaire au plan 65. Un logement 69 (figures 7 et 9) pour l'enfichage de l'extrémité 64 de l'étrier à ressort 60 est formé dans le côté arrière 43 - dirigé vers le logement 35 du carter - de la partie de guidage 44 du bouton 41. L'extrémité 63, formant l'ergot de déplacement 40, lequel est situé à peu près dans le plan 65 de l'étrier 60 et est de préférence parallèle à un diamètre de cet étrier, s'étend à travers la fenêtre 30 faisant communiquer le logement 35 et l'alésage 28 du carter, et pénètre dans le perçage transversal 32 de la cheville de blocage 23. Comme le montre la figure 5, le diamètre du perçage 32 est plus grand, de préférence plus de deux fois plus grand que le diamètre de l'extrémité 63 s'y engageant de l'étrier à ressort 60. La disposition de l'étrier 60 est telle que son tronçon terminal 62 soit à peu près parallèle à la cheville de blocage 23 à la position dégagée illustrée par la figure 4. Dans cette situation, la partie de transition 81 entre le tronçon terminal 62 et la spire 61 de l'étrier à ressort 60 peut s'appliquer contre une paroi d'appui 80 radialement extérieure et solidaire du carter, paroi qui est coordonnée à cette partie de transition et peut être formée dans la zone du bord de la fenêtre 30 (figure 5). A l'étrier à ressort 60 est ainsi coordonnée une butée radialement extérieure 80 qui est solidaire du carter. Un tel appui garantit que les forces d'accélération agissant sur la cheville de blocage 23, maintenue en position dégagée, soient directement transmises par l'extrémité 63 et le tronçon terminal 62, à travers la partie de transition 81, à la paroi d'appui 80, ce qui assure une fixation solidaire du carter de la cheville 23 à sa position dégagée. Lors d'une telle sollicitation, le tronçon terminal 62 est chargé essentiellement dans sa direction longitudinale, dans laquelle ce tronçon est très rigide malgré les caractéristiques élastiques du matériau constitutif Comme le montre la figure 12, le perçage transversal 32 est exactement perpendiculaire à l'axe longitudinal 26 de la cheville 23. A l'extrémité, dirigée vers le tronçon de blocage 22, du corps de base 33 de la cheville, on a prévu une gorge périphérique 33a pour recevoir une bague d'étanchéité, de préférence un joint torique, ce qui empêche la pénétration de matières étrangères dans l'alésage borgne 28. Ainsi que cela ressort de la figure 13, la rotation du bouton 41 suivant la flèche 70 produit le soulèvement de la cheville de blocage 23 suivant la flèche 71, jusqu'à ce que son extrémité 29 s'applique contre le fond de l'alésage borgne 28. Lorsque le bouton 41 est tourné davantage, l'étrier à ressort s'élargit et s'applique - comme le montre la figure 4 - par sa partie de transition 81 entre la spire 61 et le tronçon terminal 62 contre la paroi d'appui 80 solidaire du carter. La cheville de blocage 23 est ainsi maintenue de façon sûre à la position dégagée ou inactive. L'appui direct de la partie de transition 81 de la spire 61 contre la paroi d'appui 80 procure une fixation au carter capable d'encaisser des forces élevées. Lorsque l'arbre d'entraînement doit être bloqué en rotation en vue du remplacement de l'outil 10, le bouton 41 est tourné suivant la flèche 77 (figure 14) jusqu'à venir en butée, de sorte que l'extrémité 63 de l'étrier à ressort, extrémité qui est située dans le perçage transversal 32 de la cheville de blocage 23, est entraînée dans le sens de rotation 77 et qu'elle déplace la cheville 23 suivant la flèche 78 en direction du disque de blocage 11. Comme, dans la représentation selon la figure 14, aucun trou d'arrêt 21 ne se trouve en face de la cheville 23, celle- ci s'appliquera contre le disque 11 et, pendant la poursuite de la rotation du bouton 41, l'étrier à ressort 60 se déforme. Cette déformation correspond à une diminution du diamètre de la spire 61 et à l'établissement d'une force de ressort agissant sur la cheville 23 dans le sens de sa pénétration dans le disque de blocage 11. Quand l'outil 10 est ensuite tourné manuellement jusqu'à ce qu'un trou d'arrêt 21 se trouve en face du tronçon de blocage 22 de la cheville 23, cette dernière s'encliquette avec certitude à sa position engagée dans ce trou sous l'effet de la force de l'étrier à ressort 60. La position angulaire du bouton 41 est avantageusement choisie pour que, après l'encliquetage de la cheville de blocage 23, il subsiste une force de ressort résiduelle maintenant la cheville à sa position engagée. Afin que l'on puisse reconnaître visuellement la position angulaire du bouton 41, sa tête 42 porte un capuchon 90 avec un marquage 91, comme on peut le voir sur la figure 1. Quelle que soit la position angulaire du disque de blocage 11, l'utilisateur peut tourner le bouton 41 jusqu'à ses deux positions de fin de course, dans l'une desquelles la cheville de blocage 23 occupe sa position dégagée (figures 1 et 13), tandis que, dans l'autre position de fin de course, la cheville est encliquetée à sa position engagée (figure 15). En raison du maintien par friction du bouton tournant 41 dans le carter 2, la force de ressort développée par l'étrier 60 dans le cas d'une position angulaire du disque de blocage 11 selon la figure 14 est supportée de manière sûre. REVENDICATIONS 1. Bloqueur de rotation pour l'arbre d'entraînement d'un outil tournant d'un instrument de travail, en particulier d'un outil de coupe (10) sur une débroussailleuse ou analogue, comprenant un élément de blocage (11) relié solidaire en rotation à l'arbre d'entraînement (3) et pourvu d'un trou d'arrêt (21) pour une cheville de blocage (23) montée axialement coulissante dans le carter (2) de l'instrument de travail, et comprenant un élément d'actionnement (41) placé à côté de la cheville de blocage (23) pour déplacer cette cheville d'une position o elle est engagée (figure 15) dans le trou d'arrêt (21) à une position dégagée (figure 13) o elle est sortie du trou d'arrêt (21), la cheville de blocage (23) étant déplaçable axialement par l'élément d'actionnement (41) par l'intermédiaire d'un ergot de déplacement (40) faisant saillie dans la trajectoire de déplacement de la cheville (23), caractérisé en ce que l'ergot de déplacement (40) est formé par une extrémité (63) d'un élément élastique (60) dont l'autre extrémité (64) est immobilisée sur l'élément d'actionnement (41). 2. Bloqueur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (63) mentionnée en premier de l'élément élastique (60) est engagée dans un logement, de préférence dans un perçage transversal (32) de la cheville de blocage (23), perçage dont le diamètre est plus grand, de préférence plus de deux fois plus grand, que le diamètre de l'extrémité (63), qui y est engagée, de l'élément élastique (60). 3. Bloqueur de rotation selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'élément élastique est un étrier à ressort (60) ayant de préférence à peu près la forme d'un C, qui est constitué en particulier d'une partie de spire (61) située dans un plan (65) et s'étendant sur un angle circonférentiel d'environ 180 à 270 , de préférence de 220 . 4. Bloqueur de rotation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité d'étrier (63) engagée dans la cheville de blocage (23) est située à peu près dans le plan (65) de l'étrier à ressort (60) et de préférence parallèle à un diamètre de cet étrier. 5. Bloqueur de rotation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité d'étrier (64) immobilisée sur l'élément d'actionnement (41) est à peu près perpendiculaire au plan (65) de l'étrier à ressort (60). 6. Bloqueur de rotation selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'une butée (80) radialement extérieure, solidaire du carter, est coordonnée à l'étrier à ressort (60). 7. Bloqueur de rotation selon une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité d'étrier (63) attaquant la cheville de blocage (23) est disposée sur un tronçon terminal rectiligne (62) de la spire (61), le tronçon terminal (62) et l'extrémité (63) attaquant la cheville (23) étant de préférence perpendiculaires entre eux. 8. Bloqueur de rotation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le tronçon terminal (62) se raccorde à la spire (61) par une partie de transition (81) à laquelle est coordonnée une paroi d'appui (80) radialement extérieure, solidaire du carter. 9. Bloqueur de rotation selon une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'étrier à ressort (60) est disposé avec du jeu radial, vers l'intérieur et vers l'extérieur, dans un espace annulaire libre (31) du carter. 10. Bloqueur de rotation selon une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'étrier à ressort (60) entoure l'axe de rotation (36) du bouton tournant (41), l'étrier entourant de préférence une partie de guidage (44) de ce bouton.