Brevet FR2798816A1 — publié le 20010330

La présente invention concerne les appareils de motoculture communément appelés débroussailleuses et taille-bordures, qui sont destinés à couper l'herbe, ou plus généralement la végétation, au moyen de fils ou de lames de coupe. Cette invention s'intéresse, plus particulièrement, aux têtes de coupe à mouvement rotatif, pour de tels appareils. Les débroussailleuses et taille-bordures sont généralement équipés d'un moteur thermique ou électrique qui entraîne en rotation, à une vitesse élevée pouvant être comprise entre environ 3000 et 12000 tours/minute, une tête tournante supportant un ou plusieurs fils de coupe, le plus souvent réalisés en matière synthétique, mais pouvant aussi être des fils composites, avec des parties métalliques ou en matière minérale. Au cours de la rotation de la tête, et sous l'effet de la force centrifuge, le ou les fils de coupe se déploient radialement et balayent ainsi une certaine zone circulaire, à l'intérieur de laquelle ils exercent un effet tranchant sur l'herbe ou la végétation rencontrée. En variante des appareils précédemment évoqués, il existe aussi des débroussailleuses et taille-bordures à lames de coupe rotatives, réalisées soit sous la forme d'une lame monobloc pourvue de dents à sa périphérie, soit sous la forme d'un disque muni à sa périphérie de couteaux rétractables articulés. Ces lames ou couteaux sont réalisables en métal ou en matière synthétique. Dans tous les cas, les têtes de coupe sont entraînées en rotation, avec leurs fils ou lames de coupe, dans un sens constant et unique. Il en résulte que, lors de l'utilisation des débroussailleuses et taille- bordures actuels, I'herbe ou la végétation est le plus souvent "couchée" par les fils ou lames de coupe qui la rencontrent, au lieu d'être coupée de façon directe, immédiate et certaine, ce qui est préjudiciable à la rapidité et à la netteté de la coupe. Il en résulte aussi, dans le cas de fils ou lames de coupe en matière synthétique, une usure relativement rapide de ces fils ou lames, par friction contre l'herbe ou la végétation couchée. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients des têtes de coupe actuelles, tant à fils qu'à lames, en fournissant une tête de coupe perfectionnée, qui en cours d'utilisation ne couche plus l'herbe ou la végétation, et procure ainsi une coupe plus rapide et plus nette, tout en réduisant l'usure des fils ou lames. A cet effet, I'invention a essentiellement pour objet une tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures, du genre de celles comportant des fils ou lames de coupe entraînés en rotation, caractérisée en ce qu'elle comporte, en combinaison: - un premier rotor portant au moins un fil de coupe ou une lame de coupe, ou constituant lui-même une lame de coupe, entraîné en rotation autour de son axe, en cours de fonctionnement, dans un sens prédéterminé, et - un second rotor portant au moins un fil de coupe ou une lame de coupe, ou constituant lui-même une lame de coupe, monté suivant le même axe que le premier rotor, mais entraîné en rotation autour de cet axe, en cours de fonctionnement, dans le sens opposé au sens de rotation du premier rotor, de telle sorte que l'herbe ou la végétation soit coupée par effet de cisaillement. Ainsi, une tête de coupe selon l'invention possède deux rotors à fils ou à lames, coaxiaux et tournant en sens opposés, de telle sorte que leurs fils ou lames, agissant en sens opposés, ne couchent plus l'herbe ou la végétation, mais la coupent de façon rapide et nette, par un effet de "ciseaux". Dans la mesure o les deux rotors entraînés en sens opposés sont superposés, les fils du rotor "inférieur" assurent plus particulièrement la coupe de l'herbe ou de la végétation, tandis que les fils du rotor "supérieur" la broyent. Par ailleurs, l'usure des fils ou lames de coupe se trouve réduite ou ralentie, et la tête de coupe, objet de l'invention, possède l'avantage supplémentaire de réduire le bruit engendré en cours de fonctionnement. En effet, les fils ou lames de coupe, tournant en sens opposés, engendrent des flux d'air eux-mêmes opposés, qui créent des perturbations susceptibles de diminuer le niveau sonore, donc les nuisances provoquées par les débroussailleuses et taille-bordures. La mise en oeuvre de l'invention implique l'entraînement en rotation, en sens opposés et de façon simultanée, de deux rotors montés coaxialement, I'un au-dessus de l'autre. Or les débroussailleuses et taille- bordures possèdent habituellement une prise de mouvement unique, entraînée en rotation dans un sens donné par le moteur thermique ou électrique. La tête de coupe, objet de la présente invention, est donc avantageusement équipée de moyens mécaniques internes qui, à partir de la prise de mouvement rotatif de la débroussailleuse ou du taille-bordures, assurent l'entraînement en rotation, en sens opposés, de ses deux rotors. Ces moyens mécaniques peuvent, en particulier, comprendre un accouplement direct entre ladite prise de mouvement rotatif et l'un des deux rotors, et un dispositif d'inversion de mouvement monté entre l'un des deux rotors, ou son arbre, et l'autre rotor, ou son arbre. Le dispositif d'inversion de mouvement peut être un dispositif à engrenages, ou à organes de friction tels que billes ou galets. Par exemple, dans le cas d'un dispositif d'inversion de mouvement à billes, qui constitue une solution simple, économique, fiable et d'un bon rendement, la tête de coupe comprend une cage fixe dans laquelle sont positionnées les billes, et une rondelle liée en rotation avec l'arbre d'un rotor directement accouplé à la prise de mouvement rotatif, cette rondelle étant mobile axialement par rapport audit arbre et étant pressée par des moyens à ressort contre un côté des billes, ces dernières prenant appui, par leur côté opposé, contre une surface annulaire solidaire de l'autre rotor. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de cette tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures: Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une tête de coupe à fils, conforme à la présente invention, montée sur une débroussailleuse représentée très partiellement; Figure 2 est une vue en coupe passant par l'axe de la tête de figure 1; Figure 3 est une vue en coupe transversale de cette tête, suivant III-III de figure 2; Figure 4 est une vue en perspective, simplifiée, d'une tête de coupe selon l'invention à disques pourvus de couteaux articulés; Figure 5 est une vue en perspective, très schématique, d'une autre tête de coupe selon l'invention, à lames rotatives monobloc. En se référant d'abord à la figure 1, la tête de coupe désignée globalement par le repère 1, est montée à l'extrémité d'une débroussailleuse ou d'un taille-bordures, représenté partiellement en 2, qui est équipé d'un moteur thermique ou électrique. La tête de coupe 1 comporte deux rotors superposés, soit un rotor supérieur 3 et un rotor inférieur 4, montés tournants autour d'un axe commun 5. Comme le montre aussi la figure 2, le rotor supérieur 3 porte, à sa périphérie, une pluralité de brins individuels de fil de coupe 6, dirigés radialement, qui sont régulièrement espacés angulairement et sont retenus individuellement sur ce rotor 3 par des moyens appropriés. De manière similaire, le rotor inférieur 4 porte, à sa périphérie, une pluralité de brins individuels de fil de coupe 7, dirigés radialement, qui sont régulièrement espacés angulairement et sont retenus individuellement sur ce rotor 4 par des moyens appropriés. A titre d'exemple, chaque rotor 3 ou 4 est garni de quatre brins de fil de coupe 6 et 7, en matière synthétique ou autre, séparés les uns des autres par des intervalles angulaires de 90 . La tête de coupe 1 comporte un boîtier 8, de forme générale cylindrique, prévue pour être fixée à l'extrémité de la débroussailleuse ou du taillebordures 2. Le boîtier 8 supporte un palier 9, dans lequel est monté tournant un arbre tubulaire 10 solidaire du rotor supérieur 3. Le rotor supérieur 3 porte lui-même, intérieurement, un palier 11 dans lequel est monté un arbre central plein 12, solidaire du rotor inférieur 4. L'arbre 12 du rotor inférieur 4 traverse l'arbre tubulaire 10 du rotor supérieur 3, en direction du haut, I'extrémité supérieure de l'arbre 12 étant prévue pour être accouplée à la prise de mouvement rotatif 13, appartenant à la débroussailleuse ou au taille-bordures 2. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, le boîtier cylindrique 8 forme intérieurement, à mi-hauteur, une cage 14 dans laquelle sont positionnées plusieurs billes 15, disposées à intervalles angulaires réguliers. Les billes 15 prennent appui sur une surface annulaire 16 (voir figure 2), située au sommet de l'arbre tubulaire 10 du rotor supérieur 3. L'arbre massif 12 du rotor inférieur 4 porte, au-dessus des billes , une rondelle 17 liée en rotation avec cet arbre 12, mais mobile axialement par rapport audit arbre 12. Un ressort 18 (ressort hélicoïdal ou rondelles Belleville), prenant appui sur l'arbre 12, presse la rondelle 17 contre les billes 15, et met simultanément ces billes 15 en pression contre la surface annulaire 16 de l'arbre 10. En cours de fonctionnement, la prise de mouvement 13 est entraînée en rotation, dans un sens donné indiqué par une flèche F (voir figure 2), par le moteur de la débroussailleuse ou du taille-bordures 2. Par l'intermédiaire de son arbre 12, le rotor inférieur 4 est entraîné en rotation autour de l'axe 5, dans le sens indiqué par une flèche F1, qui est le même que le sens de rotation F de la prise de mouvement 13. La rondelle 17, entraînée aussi en rotation dans le sens par I'arbre 12, fait tourner les billes 15 autour de leurs centres respectifs, maintenus fixes puisque ces billes 15 sont retenues par la cage 14. Il en résulte que l'arbre tubulaire 10 est entraîné en rotation, autour de l'axe 5, dans le sens contraire de l'arbre 12. Le rotor supérieur 3, solidaire de l'arbre 12, tourne donc lui aussi autour de l'axe 5 dans un sens, indiqué par une flèche F2, qui est opposé au sens de rotation F1 du rotor inférieur 4, les vitesses de rotation des deux rotors 3 et 4 étant égales (en valeur absolue). Il en résulte que les brins de fils de coupe 6, portés par le rotor supérieur 3, tournent eux aussi autour de l'axe 5 dans le sens inverse des brins de fil de coupe 7 portés par le rotor inférieur 4. L'action conjuguée de ces brins de fil 6 et 7, tournant à grande vitesse et en sens opposés les uns des autres, crée un effet de cisaillement qui améliore la coupe de l'herbe ou de la végétation, toute en évitant de la coucher. Comme l'illustre la figure 4, l'invention est aussi applicable à une débroussailleuse dont les organes de coupe sont des couteaux rétractables 19, métalliques ou en matière synthétique, articulés autour d'axes 20 à la périphérie d'un disque. Dans ce cas, la tête de coupe 1 comporte deux rotors 3 et 4 en forme de disques, montés tournants autour d'un axe commun 5, le rotor supérieur 3 et le rotor inférieur 4 étant munis à leur périphérie de couteaux rétractables articulés 19, répartis régulièrement à leur périphérie. En cours de fonctionnement, les deux rotors ou disques 3 et 4 sont entraînés en rotation dans des sens opposes (flèches F1 et F2) , et il en est de même pour leurs couteaux 19 respectifs, qui se déploient radialement sous l'effet de la force centrifuge. La coupe de I'herbe ou de la végétation est donc assurée, ici aussi, par un effet de cisaillement, obtenu dans le cas présent par les couteaux 19 respectifs des deux rotors 3 et 4. L'invention est encore applicable à des débroussailleuses et taillebordures qui, comme montré sur la figure 5, utilisent des lames monobloc généralement métalliques, en forme de disques pourvus de dents 21 régulièrement réparties à leur périphérie. Dans ce dernier cas, la tête de coupe 1 possède deux rotors 3 et 4 superposés, en forme de disques ou lames à dents périphériques 21, qui sont montés tournants autour d'un axe commun 5, et sont entraînés en rotation dans des sens opposés (flèches F1 et F2). L'effet de cisaillement est ici obtenu par l'action conjuguée des dents 21 respectives des deux rotors 3 et 4, tournant en sens opposés. Comme il va de soi, I'invention ne se limité pas aux seules formes d'exécution de cette tête 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, I'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: - en utilisant tout mécanisme approprié d'inversion du mouvement, pour entraîner en rotation l'un des deux rotors dans le sens inverse de l'autre; - en donnant au boîtier de cette tête de coupe toute forme extérieure désirée; - en modifiant le nombre des brins de fil de coupe, ou des couteaux, ou encore des dents, présents sur chacun des deux rotors, et en réalisant les fils de coupe, les couteaux ou les lames en toute matière adaptée; - dans le cas d'une tête utilisant des fils de coupe, en prévoyant tous moyens de retenue pour les brins de fil de coupe, ou en substituant, à ces brins individuels, des fils de coupe continus, se dévidant d'une bobine. REVENDICATIONS 1 - Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures, du genre comportant des fils ou lames de coupe entraînés en rotation, caractérisée en ce qu'elle comporte, en combinaison: - un premier rotor (3) portant au moins un fil de coupe (6) ou une lame de coupe (19), ou constituant lui- même une lame de coupe, entraîné autour de son axe (5), en cours de fonctionnement, dans un sens prédéterminé (F2), et - un second rotor (4) portant au moins un fil de coupe (7) ou une lame de coupe (19), ou constituant lui- même une lame de coupe, monté suivant le même axe (5) que le premier rotor (3), mais entraîné en rotation autour de cet axe (5), en cours de fonctionnement, dans le sens (F1) opposé au sens de rotation (F2) du premier rotor (3), de telle sorte que l'herbe ou la végétation soit coupée par effet de cisaillement. 2- Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens mécaniques internes (9 à 12, 14 à 18) qui, à partir de la prise de mouvement rotatif (13) de la débroussailleuse ou du taille-bordures (2), assurent l'entraînement en rotation, en sens opposés (F1, F2), de ses deux rotors (3, 4). 3 - Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens mécaniques précités comprennent un accouplement direct (12) entre ladite prise de mouvement rotatif (13) et l'un (4) des deux rotors (3, 4), et un dispositif d'inversion de mouvement (14 à 18) monté entre l'un (4) des deux rotors, ou son arbre (12), et l'autre rotor (3) ou son arbre (10). 4 - Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif d'inversion de mouvement est un dispositif à billes (15), qui comprend une cage fixe (14) dans laquelle sont positionnées les billes (15), et une rondelle (17) liée en rotation avec l'arbre (12) d'un rotor (4) directement accouplé à la prise de mouvement rotatif (13), cette rondelle (17) étant mobile axialement par rapport audit arbre (12) et étant pressée par des moyens à ressort (18) contre un côté des billes (15), ces dernières prenant appui, par leur côté opposé, contre une surface annulaire (16) solidaire de l'autre rotor (3). -Tête de coupe pour débroussailleuses et taillebordures selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte deux rotors (3, 4) qui portent, à leur périphérie, des brins individuels de fils de coupe (6, 7) dirigés radialement, l'effet de cisaillement étant créé par ces brins de fil de coupe (6, 7) tournant en sens opposés les uns des autres. 6 - Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte deux rotors (3, 4) en forme de disques munis à leur périphérie de couteaux rétractables articulés (19, 20), I'effet de cisaillement étant créé par ces couteaux entraînés en rotation dans des sens opposés. 7 - Tête de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte deux rotors (3, 4) en forme de disques ou lames à dents périphériques (21), I'effet de cisaillement étant créé par ces dents tournant en sens opposés.