Brevet FR2759935A1 — publié le 19980828

Etat de la technique La présente invention concerne une machine-outil électrique à main comprenant un boîtier formé d'au moins deux coquilles divisées longitudinalement, pour recevoir un moteur composé d'un stator et d'un rotor notamment avec un disposi- tif à balai pour entraîner l'outil. En particulier, dans le cas de machines-outils électriques à main alimentées par une tension alternative, il faut que le carter de la machine constitue également le car- ter du moteur électrique et respecte ainsi des conditions de précision élevée. Il n'y a, comme exception, que le cas du moteur électrique totalement encapsulé dans son propre boî- tier recevant les pièces du moteur comme par exemple le rotor et le stator, qui sont montées de manière précise et sûre, l'une par rapport à l'autre. La difficulté de réaliser ainsi le carter pour que le moteur encapsulé soit en prise précise avec les moyens de transmission de mouvement comme, par exem- ple, une transmission à pignon denté allant jusqu'à l'outil, dans le même carter ou boîtier ou dans un carter distinct, relié par des brides. Les carters ou boîtiers de machines-outils à main à construction en coquille présentent l'inconvénient que pour le fonctionnement du moteur électrique il faut assurer les positions précises entre le rotor et le stator et ainsi main- tenir, d'une part, le stator de manière fixe et le rotor de manière mobile entre les coquilles du carter, de façon que l'axe du rotor soit maintenu exactement dans une position permettant la prise avec les moyens de transmission de la chambre de transmission voisine à l'intérieur de la machine- outil à main. Il faut en outre que le rotor et le stator soient alignés de manière précise l'un par rapport à l'autre pour que le moteur électrique travaille dans son état de fonctionnement optimum. Pour cela, le rotor est maintenu par deux paliers de roulement portés dans des sièges de paliers de chaque coquille du boîtier, de manière rotative et soli- daire dans la direction axiale à l'intérieur du boîtier de la machine. De même, le stator est maintenu fixe, directement entre les coquilles du boîtier par l'intermédiaire de saillies, déterminées, prévues sur les parois et assurant une liaison par la forme, pour le soutenir dans une position pré- déterminée précise. Lorsqu'on réalise le moule (pour l'injection) des coquilles du boîtier, il était jusqu'à présent très difficile de garantir la reproductibilité précise de l'injection au ni- veau des saillies, déterminées, car les imprécisions liées à la fabrication et les retraits de la pièce injectée c'est-à- dire du boîtier en matière plastique, étaient imprévisibles dans des conditions de réalisation acceptables, de sorte que l'alignement respectif entre l'induit et le stator dans le boîtier du prototype était imprécis. Ces " imprécisions " des positions réelles de l'induit et du stator sont mesurées et on modifie de manière correspondante le moule d'injection au niveau des saillies, aussi souvent que cela est nécessaire, pour réaliser la précision de moulage sur la pièce injectée. Il s'agit ainsi d'une opération itérative englobant plusieurs tentatives et le nombre des boucles d'itération nécessaires dépend du nombre de déplacements du stator dans les trois di- rections des coordonnées et en rotation autour de l'axe lon- gitudinal pour qu'il prenne une position correcte dans le boîtier. Dans ces boucles d'itération, la position du rotor reste en général inchangée de sorte que l'on ne corrige " que " la position du stator par rapport à celle du rotor. Pour cela, on modifie les dimensions des parties en saillies ou des nervures de forme différente servant à recevoir le stator dans les coquilles du boîtier, jusqu'à ce que le sta- tor soit positionné exactement par rapport au rotor. Comme on ne modifie que les parties de nervures du moule, l'enlèvement de matière reste limité à la fois localement et quantitative- ment si bien que finalement on peut couler des coquilles de boîtier, en série, pour lesquelles le stator est aligné exac- tement par rapport au rotor lorsque l'ensemble est monté. Jusqu'à présent, ces nervures sont disposées pour qu'en cas de coulissement du stator dans une certaine direction des coordonnées, la modification ne nécessite pas le changement de toutes les nervures mais au moins de plusieurs nervures. Cela se traduit par un nombre relativement important de bou- cles d'itération et les moyens à mettre en oeuvre pour fabri- quer l'outil de moulage (par injection) nécessaire, sont des opérations longues et coûteuses. Avantages de l'invention La présente invention concerne une machine-outil électrique à main du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le stator est monté fixe en position dans le boîtier suivant un système de coordonnées de l'espace avec des par- ties en saillie et associées de manière définie et indépen- dante les unes des autres à l'un des axes de coordonnées. La machine selon l'invention présente l'avantage qu'avec un nombre réduit d'opérations de mesure et d'itération, on obtient la forme définitive fonctionnelle de l'outil d'injection qui peut s'utiliser pour une fabrication en série particulièrement avantageuse des coquilles de boî- tier. Comme la position et le nombre des nervures por- tant le stator dans les deux coquilles du boîtier sont choi- sis pour permettre un déplacement ou une correction de position du stator qu'avec seulement une ou quelques nervures déterminées, l'adaptation de l'outil d'injection aux résul- tats de mesure se fait dans la plupart des cas avec seulement quelques étapes de correction. Cela est vrai à la fois pour le déplacement correspondant dans trois directions de coor- données ainsi que pour la rotation souhaitée du stator autour de l'axe longitudinal. Lorsque l'outil d'injection est corrigé de ma- nière appropriée, toutes les coquilles de boîtiers réalisées avec cet outil, tant pour les nervures de la moitié gauche que celles de la moitié droite du boîtier, ont une position, une forme et un nombre tels que le moteur prend toujours sa position idéale dans le boîtier. Ainsi, le fonctionnement et la durée de vie du moteur dans la machine sont indépendants des tolérances relativement grossières du boîtier en matière plastique et ont une qualité élevée garantie. Comme les modifications d'une nervure, par exem- ple pour le déplacement dans la direction axiale, ne condui- sent pas à un déplacement ou une rotation en retour, gênante du stator dans une autre direction, dans les conditions nor- males, déjà après la première mesure, on obtient la modifica- tion nécessaire à chaque nervure. Dans ces conditions, il n'est plus nécessaire d'effectuer une seconde boucle5 d'itération. En outre, les nervures sont conçues pour qu'une partie importante des modifications se réalise par le simple enlèvement de matière en excédent du moule, c'est-à-dire en agrandissant les différentes nervures. De ce fait, il est in- utile d'appliquer de la matière sur l'outil d'injection, de10 sorte que le coût de la modification de l'outil et la durée des travaux d'adaptation sont très réduits. Grâce au nombre et à la nature des nervures d'appui pour le stator dans les coquilles du boîtier, les corrections de l'outil d'injection jusqu'à obtenir une posi- tion précise, reproductible du stator, sont considérablement simplifiées. Comme on a une stricte indépendance des surfaces fonctionnelles des nervures ou entretoises dans les différen- tes directions des coordonnées, aucune modification de l'une des nervures n'entraîne une modification non voulue de la po- sition du stator dans sa zone d'appui sur une autre nervure. Comme la partie immobile du moteur porte exté- rieurement des cavités auxquelles correspondent des saillies et notamment certaines nervures à l'intérieur du boîtier, qui viennent prendre sur la partie qui n'est pas déplacée et ser- vent de butées bloquant de manière ajustée le moteur dans le boîtier, leur position est garantie dans le boîtier de la ma- chine en position de montage grâce à la liaison par la forme. Comme le moteur est un moteur électrique, dont le stator porte extérieurement et sur les côtés opposés, les rainures longitudinales dans lesquelles pénètrent les parties en saillie en forme de nervures qui s'appuient contre chaque flanc de nervure, ainsi, sans modifier le moteur, celui-ci est ajusté de manière certaine dans le boîtier par la simple forme du boîtier. Comme le boîtier porte intérieurement des nervu- res transversales prévues pour servir de butées pour la face frontale du stator, sa position est garantie d'une manière particulièrement précise dans la direction axiale. Comme l'outil d'injection pour fabriquer les coquilles de boîtier présente les empreintes négatives des nervures dans leur di- mension pratiquement la plus petite, il est particulièrement5 simple d'agrandir les nervures des coquilles de boîtier en enlevant de la matière de l'outil d'injection (moule d'injection). Comme certaines des nervures sont longitudinales et d'autres transversales par rapport au moteur, les direc- tions d'appui sont préférentielles. Comme plusieurs des rainures longitudinales par rapport au moteur sont prévues à l'extérieur du stator, cela constitue également un blocage en position par une liaison par la friction. Les nervures longitudinales du moteur tenant le stator de façon centrée par rapport à l'axe géométrique du moteur et que les nervures transversales au moteur ajustent axialement le stator, la position idéale du stator est garan- tie d'une manière particulièrement sure pour le rotor dans le boîtier. Le boîtier présente un contour longitudinal dont la zone arrière constitue une poignée notamment pour permet- tre une tenue avec les deux mains, si bien que le boîtier est sollicité particulièrement fortement lorsqu'on tient la ma- chine et demande ainsi un blocage particulièrement bon de la position du stator. Le boîtier porte notamment un embout d'aspiration à l'arrière, sur l'une des coquilles du boîtier, la partie centrale du canal d'aspiration de poussière est en particu- lier un canal plat dans les deux coquilles de boîtier, si bien que pour éviter la pénétration de poussière, les co- quilles de boîtier sont adaptées de manière particulièrement précise et étanche et sans déformation. Les coquilles du boîtier étant en matière plasti- que, elles sont soumises à des tolérances relativement impor- tantes dont la compensation est particulièrement importante lorsqu'on monte le moteur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation repré- senté dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée d'un outil à main selon l'invention, - la figure 2 montre une vue intérieure de la coquille la plus longue du boîtier de la machine-outil à main selon l'invention, - la figure 3 est une vue intérieure de la coquille courte du boîtier, - la figure 4 est une coupe longitudinale de la machine à an- gle droit par rapport au joint d'assemblage, - la figure 5 est une coupe transversale de la machine au ni- veau du stator, - la figure 6 est une vue intérieure agrandie de la coquille longue du boîtier au niveau des nervures soutenant le sta- tor et - la figure 7 est une vue de côté du stator. Description de l'exemple de réalisation Selon la figure 1, la vue éclatée montre un outil à main 10 en forme de meuleuse à bande dont le boîtier exté- rieur 12 se compose d'une coquille longue et d'une coquille courte 112, 212; les coquilles 112, 212 du boîtier se ré- unissent suivant un joint d'assemblage 312, vertical, longi- tudinal. Le boîtier 12 loge un moteur 14 composé d'un sta- tor 114 et d'un rotor 214; les deux parties sont alignées sur un axe longitudinal commun 512. L'extrémité avant du rotor 214 est logée dans un palier à roulement 95 et son extrémité arrière dans un palier à roulement 195 suivant un montage à rotation; le palier à roulement arrière 195 est monté dans un pont de palier 295 qui se place entre les coquilles de boîtier 112, 212. A son extrémité arrière, la courte coquille de boîtier 212 porte un embout d'aspiration 2101 pour un canal d'aspiration de poussière 101 dont l'embouchure 1101 se trouve à l'avant dans la coquille 212 pour évacuer la pous- sière créée par une bande abrasive ou un rouleau d'entraînement 46 (figure 4). Les coquilles 112, 212 du boî- tier portent à l'arrière et en partie à l'avant, des fentes de ventilation 106 par lesquelles de l'air de refroidissement peut être aspiré ou soufflé. Extérieurement, le stator 114 porte sur des côtés opposés, chaque fois une rainure longitudinale 314 et après mise en place du stator 114 dans la coquille de boîtier 112, cette rainure reçoit des nervures Rll, R12, R13, R14 radiale- ment en saillie vers l'intérieur (figure 2) qui assurent le blocage en position et l'ajustage. Le stator 114 est ainsi centré par rapport à l'axe 512 dans le plan du joint d'assemblage 312. D'autres nervures R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 prévues dans les deux coquilles de boîtier 112, 212 (figures , 6) s'appuient à l'extérieur des rainures 314 des deux cô- tés du stator 114 contre celui-ci et en assurent le centrage perpendiculairement au plan du joint d'assemblage 312. Les nervures R21 et R22 de la coquille de boîtier 112 la plus longue pénètrent, comme le montre clairement la figure 1, radialement à l'intérieur, plus loin que les nervu- res voisines R13 et R14 et ajustent et bloquent ainsi la po- sition axiale du stator 114 dans le boîtier 12; elles pénètrent par une liaison par la forme dans des rainures N21, N22 (figure 7) prévues à cet effet dans la face frontale du stator 114. La figure 2 montre la coquille de boîtier 112 la plus longue qui porte à la fois les nervures R1, R2, R3, R4 pour l'alignement du stator 114 dans la direction y et les nervures Rll, R12, R13, R14 pour prendre dans la rainure la- térale 314 du stator 114 et assurer son alignement dans la direction x. De plus, elle porte les deux nervures R21, R22 dirigées radialement vers l'intérieur pour tenir axialement le stator 114 c'est-à-dire dans la direction z; le système des coordonnées apparaît clairement aux figures 5 et 6. La figure 3 montre la coquille de boîtier 212, plus courte, en regard de la précédente; celle-ci est seule- ment munie des nervures R5, R6, R7, R8 pour aligner et soute- nir le stator dans la direction y; ces nervures coopèrent avec les nervures R1-R4 de la coquille de boîtier longue 112. La figure 4 montre une coupe longitudinale de la meuleuse à main 10; cette coupe est faite transversalement au plan du joint d'assemblage 312. Cette figure montre clai- rement que le boîtier 12 se compose de deux coquilles 212, 112 assemblées suivant leur milieu et recevant un moteur 14. Le moteur 14 se compose d'un stator 114 qui s'appuie directe- ment contre les coquilles de boîtier 112, 212 et entourent concentriquement le rotor 214. Le rotor 214 est monté dans la partie arrière de la ponceuse à main dans un palier à roule- ment 195 logé de façon centrée dans un pont de palier 295; ce pont est maintenu entre les coquilles de boîtier 112, 212. L'extrémité avant du rotor 214 vient en saillie sous la forme d'un axe de moteur 512 dans la zone avant de la ponceuse à main 10 et est conduite dans le palier à roulement avant 95. L'extrémité avant de l'arbre du rotor 212 entraîne par une transmission d'angle non référencée, un rouleau d'entraînement 46 pour entraîner l'outil non représenté cons- titué par une bande abrasive; cette bande passe par-dessus le rouleau de renvoi avant 46' Les figures 5 et 6 montrent, par une coupe trans- versale et une coupe longitudinale du boîtier 12, que l'alignement du stator 114 représenté uniquement par le pa- quet des tôles du stator sans l'enroulement, se fait dans le système des coordonnées X, Y, Z. L'origine de ce système de coordonnées se trouve sur l'axe Z coïncidant avec l'axe lon- gitudinal du stator 114, au milieu des paires de nervures R1, Rll, R2, R12 et R3, R13, R14 et R4. L'alignement systématique du stator 114 est assuré par les nervures suivantes: Les nervures R1-R4 de la coquille de boîtier 112, longue et les nervures R5-R6 de la coquille courte 212, ali- gnent le stator 114 seulement dans la direction y, de manière négative ou positive. Les nervures Rll-R14 alignent le patin polaire 114 seulement dans la direction X c'est-à-dire vers le haut ou vers le bas. Les nervures R21, R22 positionnent le stator 114 seulement dans la direction Z c'est-à-dire dans la direction longitudinale. Une modification de la hauteur ou de l'épaisseur des nervures par rapport à la surface intérieure des coquilles conduit ainsi chaque fois seulement à une modi- fication de la position du stator 114 par rapport à l'axe de coordonnées X ou Y ou Z sans provoquer en réaction d'effet5 sur sa position par rapport à l'un des autres axes de coor- données. Cela est important pour la réalisation du moule et pour l'itération rapide pour une correction de position précise, du stator 114, tenant compte du retrait et autres10 influences, par une modification intentionnelle des nervures par la correction du moule. La figure 7 montre une vue de côté du stator 114 laissant apparaître l'une des rainures latérales 314 et deux des rainures frontales N21, N22. Il est clair que la présente invention concerne des machines-outils à main équipées de moteur tel qu'un mo- teur électrique formé d'un rotor et d'un stator ou pièces analogues comme, par exemple, des moteurs à air comprimé pour lesquels ces pièces doivent être positionnées les unes par rapport aux autres avec des tolérances étroites ainsi que par rapport à la connexion de la transmission, par exemple pour des machines-outils à main telles que des scies sauteuses, des meuleuses d'angle, des ponceuses ou machines analogues dont le boîtier du moteur sert notamment de poignée. R E V E ND I C A T IONS 1 ) Machine-outil électrique à main (10) comprenant un boî- tier (12) formé d'au moins deux coquilles (112, 212) divisées longitudinalement, pour recevoir un moteur (14) composé d'un stator et d'un rotor (114, 214) notamment avec un dispositif à balai (295) pour entraîner l'outil, caractérisée en ce que le stator (114) est monté fixe en position dans le boîtier (12) suivant un système de coordonnées de l'espace (X, Y, Z) avec des parties en saillie (R1-R8) et (R11-R14) associées de manière définie et indépendante les unes des autres à l'un des axes de coordonnées. 2 ) Machine-outil à main selon la revendication 1, caractérisée en ce que le stator (114) est muni de cavités (314, N21, N22) notamment extérieures auxquelles sont associées des saillies correspon- dantes (R11, R12, R13, R14) sur le côté intérieur des co- quilles (112, 212) du boîtier (12) pour venir en prise par une liaison par la forme, et qui servent, indépendamment les unes des autres et indépendamment d'autres parties en saillie (Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8), en commun avec celles-ci comme butées bloquant de manière ajustée le stator (114) dans le boîtier (12). 3 ) Machine-outil à main selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cavités du stator (114) sont des rainures longitudinales (314) prévues sur des côtés opposés et qui reçoivent des ner- vures (Rll, R12, R13, R14) notamment longitudinales, s'appuyant contre chaque flanc de rainure, et qui sont notam- ment en saillie en forme de came par rapport aux parois inté- rieures des coquilles (112, 212), vers l'intérieur, et alignent le stator (114) dans la direction (X) par leur côté extérieur tourné vers les flancs des rainures. 4 ) Machine-outil à main selon la revendication 3, caractérisée en ce que les nervures (R1-R4) de la coquille longue (112) et les ner- vures (R5-R6) de la coquille courte (212) opposée, alignent le stator (114) par les pointes de leurs nervures seulement dans la direction transversale (Y), en ce que par exemple les nervures d'un côté sont plus hautes et les nervures du côté opposé sont plus courtes. ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations 3 ou 4, caractérisée en ce que les nervures (R21, R22) des coquilles (121, 212) fixent le stator (114) seulement dans la direction longitudinale (Z) c'est-à-dire axialement par rapport au boîtier (12) en s'appuyant notamment contre leur flanc de nervure. 6 ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que certaines des nervures (R1-R8 et Rll-R14) sont longitudinales par rapport au moteur (14) et certaines des nervures (R21 et R22) sont transversales par rapport au moteur. 7 ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations 3 à 6, caractérisée en ce que plusieurs nervures (R1-R8) dirigées longitudinalement par rapport au moteur (14), sont associées comme appui au stator (114) à l'extérieur de sa rainure longitudinale (314). 8 ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le boîtier (12) présente un contour longitudinal et la zone arrière sert de poignée notamment pour tenir la machine par deux mains. 9 ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que l'une des coquilles de boîtier (212) porte à l'arrière un ajutage d'aspiration (2101) et une zone centrale du canal d'aspiration de poussière (101) notamment en forme de canal plat, passe dans les deux coquilles de boîtier (112, 212) ) Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que les coquilles de boîtier (112, 212) sont en matière plasti- que.