Brevet FR2808465A1 — publié le 20011109

L'invention concerne un outil de travail manoeuvré à la main, tel qu'une débroussailleuse, une troncçonneuse à chaîne et des outils similaires, compre- nant un moteur à combustion interne ou moteur thermique refroidi par air, pour l'entraînement d'un outil, un embrayage centrifuge étant placé entre un arbre de sortie d'entraînement du moteur thermique et l'outil, une pièce de support de masselottes centrifuges de l'embrayage centrifuge et une roue de ventilateur pour refouler de l'air de refroidissement vers le moteur thermique étant maintenues fixes en rotation sur l'arbre de sortie d'entraînement, et la roue de ventilateur portant sur le côté aspiration opposé à celui dirigé vers le moteur thermique, une couronne d'ailettes d'aspiration comportant un grand nombre d'ailettes. Le document WO 99/45243 divulgue une débroussailleuse portable, pour faucher ou couper de l'herbe, comportant un moteur thermique refroidi par air, qui, par l'intermédiaire de son vilebrequin, entraîne l'outil de coupe. Entre le vilebrequin du moteur thermique et l'outil, est disposé un embrayage centrifuge, qui, en dessous de vitesses de rotation du moteur déterminées, isole l'outil de l'entraînement par le moteur. Sur le vilebrequin est maintenue fixe en rotation, la pièce de support de masselottes centrifuges de l'embrayage centrifuge, les masselottes centrifuges, sous l'effet de forces centrifuges, au- dessus de vitesses de rotation déterminées, étant déviées et fermant l'embra- yage en produisant la transmission du couple du moteur à l'outil. Pour le refroidissement du moteur thermique, sur le vilebrequin est main- tenue de manière fixe en rotation, une roue de ventilateur, qui porte, sur le côté aspiration opposé à celui dirigé vers le moteur thermique, une couronne d'ailettes d'aspiration comportant un grand nombre d'ailettes d'aspiration. Le ventilateur refoule, avec sa couronne d'ailettes d'aspiration, de l'air de refroi- dissement de l'environnement de l'outil de travail, vers le moteur thermique. L'air de refroidissement est à cette occasion, dévié par aspiration de la direction de l'embrayage centrifuge fixé à l'extrémité du tourillon de vile- brequin. La pièce de support de masselottes centrifuges est liée de manière fixe au vilebrequin, ce qui assure la transmission de couple à l'outil par l'inter- médiaire de l'embrayage centrifuge. Entre la pièce de support de masselottes centrifuges et le moteur thermique, est fixée sur le tourillon de vilebrequin, la roue de ventilateur. Le but de la présente invention consiste a développer l'outil de travail selon l'introduction, de façon à réduire l'encombrement et le poids de l'outil de travail, en améliorant ainsi la portabilité de l'outil de travail. Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un outil de travail du type de celui mentionné en introduction, grâce au fait que la pièce de support de masselottes centrifuges de l'embrayage centrifuge est fixée sur le côté aspiration de la roue de ventilateur, doté d'ailettes. Dans le cas d'outils de travail portables, dans lesquels la roue de ventila- teur est disposée sur l'arbre de sortie du moteur thermique, il est possible d'obtenir, conformément à l'invention, une réduction de l'encombrement de l'unité d'entraînement de l'outil de travail, lorsque la pièce de support de masselottes centrifuges de l'embrayage centrifuge est fixée sur le côté aspiration de la roue de ventilateur, doté d'ailettes. La pièce de support de masselottes centrifuges est liée à l'arbre de sortie de manière à transmettre un couple, grâce à sa liaison fixe de rotation à la roue de ventilateur. Il est donc possible de renoncer à l'organe d'entraînement entre l'arbre de sortie et la pièce de support de masselottes centrifuges, nécessaire dans le cas des agen- cements connus, ce qui permet d'obtenir une diminution du poids et du nombre de pièces, et donc des coûts de fabrication de l'outil de travail. En outre, l'arbre de sortie, par exemple le vilebrequin du moteur thermique, peut être réalisé d'une longueur plus faible, puisque seule la roue de ventilateur est à fixer sur le tourillon d'arbre. Sur la roue de ventilateur sont avantageusement formés des tenons axiaux de support, qui, par leur extrémités libres, s'étendent au moins jusqu'à la hauteur des ailettes, et s'appuient sur la pièce de support de masselottes centrifuges. La pièce de support de masselottes centrifuges est dans ce cas liée, de manière axialement fixe, à au moins l'un des tenons de support, l'assem- blage de la pièce de support de masselottes centrifuges à plusieurs tenons de support, renforçant la transmission du couple. Les tenons peuvent être formés d'un seul tenant avec un corps de base de la roue de ventilateur, qui porte les ailettes, l'action de ventilation des ailettes n'étant pratiquement pas entravée. Selon une configuration avantageuse de l'invention, deux tenons de support ou davantage groupés autour d'un axe de rotation de la roue de ventilateur, sont pourvus chacun d'un alésage axial dans lequel est maintenue la pièce de support de masselottes centrifuges, au moyen d'éléments d'assemblage. Les éléments d'assemblage sont ici avantageusement des boulons de pivotement de la pièce de support de masselottes centrifuges, sur lesquels sont montées de manière à pouvoir être déviées, les masselottes centrifuges. Les boulons d'as- semblage peuvent être logés, par leurs extrémités libres, dans les alésages des tenons de support, et y sont fixés. À cet effet, les boulons de pivotement peuvent être pourvus d'un filetage à leurs extrémités libres, en vue de pouvoir ainsi être vissés dans les alésages des tenons de support. L'assemblage conforme à l'invention, de la pièce de support de masse- lottes centrifuges à la roue de ventilateur, est tout aussi avantageux dans le cas d'une fixation à la couronne d'ailettes d'aspiration de roues de ventilateur 1 5 munies d'ailettes d'un seul côté. Notamment, grâce à l'assemblage de la pièce de support de masselottes centrifuges, sur le côté muni d'ailettes, il est également possible qu'une seconde couronne de ventilation soit disposée sur la roue de ventilateur, sur le côté frontal opposé au côté aspiration, ce qui permet de refouler deux flux d'air distincts avec la roue de ventilateur. La couronne d'ailettes d'aspiration reliée à la pièce d'embrayage et la couronne de ventilation sur le côté arrière de la roue de ventilateur sont ici, de préfé- rence, séparées par une paroi intermédiaire réalisée radialement sur la roue de ventilateur, ce qui permet de conforter la formation de deux flux d'air indépendants. Selon une configuration de l'invention, la roue de ventilateur est une pièce moulée, d'un seul tenant, et présente un diamètre supérieur à celui de l'embrayage centrifuge. Dans la suite, un exemple de réalisation de l'invention va être explicité plus en détail, au regard des dessins annexés, qui montrent: - Figure 1 une vue de dessus d'une débroussailleuse, - Figure 2 une coupe longitudinale de l'unité d'entraînement de la débroussailleuse, - Figure 3, Figure 4 des vues en perspective de la roue de ventilateur, - Figure 5 une vue de côté de la roue de ventilateur à laquelle est assem- blée la pièce de support de masselottes centrifuges, - Figure 6 une représentation en coupe de la roue de ventilateur. L'outil de travail manoeuvré à la main, représenté sur la Figure 1, est une débroussailleuse 1 destinée à faucher ou couper de l'herbe et d'autres végéta- tions poussant au sol. Il comprend une tige de guidage 11 sur laquelle est placé un guidon 13 à poignées 14 d'extrémité, pour guider et manoeuvrer la débroussailleuse 1. La débroussailleuse 1 est portée par l'utilisateur 15 au moyen d'un harnais de suspension 19 et est guidée librement par l'inter- médiaire du guidon 13. À l'extrémité arrière de la tige de guidage 11, est disposée une unité d'entraînement 12, dans le carter 3 de laquelle est logé un moteur à combus- tion interne ou moteur thermique. Le moteur thermique entraîne, par une transmission à renvoi d'angle 1 8, un outil 10 disposé à l'extrémité avant de la i15 tige de guidage 1 1, par l'intermédiaire d'un arbre de transmission d'entraînement, qui est monté en rotation dans la tige de guidage 11 réalisée sous forme de tube. L'outil 10 est formé, dans le présent exemple de réalisation, par une lame de coupe 10, qui est déplacée selon un mouvement de va-et-vient dans la direction de la flèche 17, au-dessus de la surface à faucher ou débroussailler. La Figure 2 montre une coupe longitudinale du carter 3 de l'outil de travail de l'unité d'entraînement de la débroussailleuse, dans un plan de coupe contenant le vilebrequin 6 du moteur thermique 2. Le moteur thermique 2 est du type mono-cylindre, le cylindre 21 avec sa culasse 20 étant refroidi par un flux d'air refoulé par une roue de ventilateur 4. La roue de ventilateur 4 est tenue de manière fixe en rotation sur un tourillon de sortie d'entraînement 29 du vilebrequin 6, et est logée dans une volute d'air de refroidissement 5 ouverte en direction du moteur thermique 2. La volute d'air de refroidisse- ment est d'une configuration en forme de pot comportant un fond 37 placé vers le moteur thermique, et une paroi périphérique le long de laquelle le flux d'air de refroidissement aspiré est dirigé vers la culasse 20. Le chargement en particules de salissures de l'air de refroidissement aspiré, est séparé à cette occasion. Entre le vilebrequin 6 du moteur thermique 2, qui constitue dans le présent exemple l'arbre de sortie d'entraînement de l'outil, et un arbre de transmission d'entraînement 16, qui agit sur la lame de coupe de la débrous- sailleuse, est disposé un embrayage centrifuge 7. L'embrayage centrifuge 7 est constitué essentiellement d'une pièce de support de masselottes centrifuges 8 qui est entraînée constamment par le vilebrequin 6, et d'une cloche d'em- brayage 9 disposée coaxialement et surmontant axialement la pièce de support de masselottes centrifuges. La cloche d'embrayage est liée de manière rigide à l'arbre de transmission d'entraînement 16, qui est monté en rotation dans la tige de guidage 1 1 (Figure 1) réalisée sous forme de tube, de la débroussail- leuse. Pour des vitesses de rotation assez importantes du vilebrequin 6 et des forces centrifuges agissant alors sur la pièce de support de masselottes centrifuges, les masselottes centrifuges montées de manière pivotante, sont déviées et viennent se mettre en appui contre le côté intérieur de la cloche d'embrayage 9, I'embrayage étant ainsi fermé par adhérence de friction et le couple du moteur thermique 2 transmis à l'arbre de transmission d'entraîne- ment 16. En marche à vide ou au ralenti du moteur thermique 2, I'embrayage centrifuge 7 isole le vilebrequin 6 de l'arbre de transmission d'entraînement 16 et donc de la lame de coupe, qui s'immobilise. Le vilebrequin 6 est monté dans un carter-moteur 22 du moteur thermique 2, et sort des deux côtés du carter-moteur 22, dans le présent exemple de réalisation. Sur le tourillon de sortie d'entraînement 29, est fixée, comme cela a déjà été décrit, la roue de ventilateur 4, tandis que le tourillon arrière du vilebrequin 6, situé à l'opposé du côté de sortie d'entraînement, coopère avec un démarreur à câble 35 non représenté plus en détail. L'aspiration de l'air de refroidissement s'effectue par la roue de ventilateur 4, essentiellement dans la direction axiale, par des fentes d'entrée dans un couvercle de ventilateur 30, qui ferme un côté frontal ouvert du carter de volute, opposé au côté o se trouve le fond 37 de la volute d'air de refroidissement 5. Le couvercle de ventilateur 30 est réalisé en tant que pot s'élargissant en forme d'entonnoir, qui reçoit l'embrayage centrifuge 7. Le diamètre de la roue de ventilateur 4 est supérieur au diamètre de l'embrayage centrifuge 7. L'embrayage centrifuge 7 est de ce fait balayé et maintenu frais par le flux d'air de refroidissement aspiré à travers le couvercle de ventilateur. Dans le présent exemple de réalisation, la roue de ventilateur est du type à double flux et porte sur chacune des deux faces frontales, une couronne d'ailettes (Figures 3 - 6). AÀ l'aide du second ensemble d'ailettes, il est possible de refouler un second flux d'air, séparé du flux d'air de refroidis- sement, et pouvant être évacué par une ouverture dans le fond 37 de la volute d'air de refroidissement 5 ou être amené à la volute d'air 5. Conformément à l'invention, la pièce de support de masselottes centrifuges 8 de l'embrayage centrifuge 7 est fixée sur le côté aspiration de la roue de ventilateur 4, qui est munie d'ailettes, et forme avec la roue de ventilateur 4, une unité montée de manière fixe en rotation sur le tourillon de sortie d'entraînement 29 en commun avec le moyeu 31 de la roue de ventilateur 4. La transmission du couple du moteur thermique 2 à la pièce de support de masselottes centrifuges 8, s'effectue par l'intermédiaire du moyeu 31 de la roue de ventilateur 4. Une liaison fixe en rotation de la pièce de support de masselottes centrifuges au vilebrequin 6, n'est pas nécessaire, et il est ainsi possible de renoncer à la pièce d'entraînement de la pièce de support de masselottes centrifuges 8, nécessaire dans les embrayages centrifuges connus; il est par ailleurs possible de raccourcir le tourillon de sortie d'entraî- nement 29 du vilebrequin 6. Le poids total de l'unité d'entraînement est ainsi réduit, et il est possible d'obtenir une diminution des coûts de l'outil de travail, grâce à la diminution du nombre des pièces constitutives et au raccourcisse- ment du vilebrequin qui est généralement fabriqué en un matériau de grande qualité et donc cher. La roue de ventilateur 4, sur le côté aspiration de laquelle est fixée la pièce de support de masselottes centrifuges 8, de manière à pouvoir assurer la transmission du couple, va être décrite plus en détail dans la suite, au regard des Figures 3 à 6. La roue de ventilateur 4 porte sur chacune des deux faces frontales, une couronne d'ailettes 32, 33 comprenant chacune un grand nombre d'ailettes 36. Les couronnes d'ailettes 32, 33 sont séparées l'une de l'autre par une paroi intermédiaire 34, radiale, issue du moyeu 31 de la roue de ventilateur 4. Grâce à la paroi intermédiaire 34, chacune des couronnes d'ailettes 32, 33 refoule indépendamment l'une de l'autre, un flux d'air. Sur le côté situé à l'extérieur, en position montée, c'est à dire sur le côté éloigné du moteur thermique, est réalisée la couronne d'ailettes d'aspiration 32 pour le refoulement de l'air de refroidissement à travers le couvercle de ventilateur. La couronne d'ailettes d'aspiration 32, présente ici, dans l'exemple de réalisa- tion, une largeur axiale plus grande que la couronne de ventilation 33 sur le côté arrière de la roue de ventilateur 4, et permet le refoulement d'air de refroidissement de l'environnement de l'outil de travail, avec un débit mas- sique élevé. Sur la roue de ventilateur 4 sont formés des tenons axiaux de support , 26 qui, avec leurs extrémités libres 28, s'étendent au-delà de la hauteur axiale des ailettes 36, et sur lesquels s'appuie la pièce de support de masse- lottes centrifuges 8. La pièce de support de masselottes centrifuges 8 est ici fixée à une partie des tenons de support 25, 26. Dans le présent exemple de réalisation, quatre tenons de support 25, 26 sont groupés de manière uniformément répartie autour de l'axe de rotation et du moyeu 31 de la roue de ventilateur 4. Pour la fixation de la pièce de support de masselottes centrifuges 8, deux des tenons de support sont réalisés en tant que tenons de vissage 26 et pourvus d'un alésage 27 dans lesquels est fixée la pièce de support de masselottes centrifuges 8. En guise d'éléments de fixation pour la pièce de support de masselottes centrifuges 8, on utilise des boulons de pivotement 24 de la pièce de support de masselottes centrifuges, sur lesquels les masselottes centrifuges 23 (Figure 6) sont montées de manière pivotante. Les boulons de pivotement 24 s'engagent ici dans les alésages 27 des tenons de vissage 26 et retiennent de manière fixe, avec leurs têtes de vis, la pièce de support de masselottes centrifuges 8, aux extrémités libres 28 des tenons de support 25, 26. Dans le présent exemple de réalisation d'un embrayage centrifuge comportant deux masselottes centrifuges 23, sont prévus en conséquence, deux boulons de pivotement 24 sur la pièce de support de masselottes centrifuges 8. Les boulons de pivotement 24 sont ici diamétralement opposés, et les tenons de vissage 26 sont réalisés de manière correspondante sur la roue de ventilateur 4. Dans le cas d'embrayages centrifuges comprenant plus de deux masselottes centrifuges, les tenons de vissage 26 sont prévus selon un nombre correspondant à celui des masselottes centrifuges et sont groupés selon un espacement angulaire correspondant à celui des boulons de pivotement 24 associés, autour du moyeu 31 de la roue de ventilateur 4. La roue de ventilateur conforme à l'invention est réalisée d'un seul tenant avec les tenons de support pour la fixation de la pièce de support de masselottes centrifuges 8 de l'embrayage centrifuge, par exemple sous forme de pièce moulée par injection. L'assemblage de la pièce de support de masselottes centrifuges à la roue de ventilateur peut s'effectuer aussi bien dans le cas de roues de ventilateur à double flux, comme dans l'exemple de réali- sation, que dans le cas de roues de ventilateur à simple flux, dans lesquelles I'embrayage est fixé à la couronne d'ailettes d'aspiration du côté aspiration. REVENDICATIONS 1. Outil de travail manoeuvré à la main, tel qu'une débroussailleuse, une tronçonneuse à chaîne et des outils similaires, comprenant un moteur à combustion interne ou moteur thermique (2) refroidi par air, pour l'entraî- nement d'un outil (O10), un embrayage centrifuge (7) étant placé entre un arbre de sortie d'entraînement (6) du moteur thermique (2) et l'outil (10) , une pièce de support de masselottes centrifuges (8) de l'embrayage centrifuge (7) et une roue de ventilateur (4) pour refouler de l'air de refroidissement vers le moteur thermique (2) étant maintenues fixes en rotation sur l'arbre de sortie d'entraînement (6), et la roue de ventilateur (4) portant sur le côté aspiration opposé à celui dirigé vers le moteur thermique (2), une couronne d'ailettes d'aspiration (32) comportant un grand nombre d'ailettes mobiles (36), caractérisé en ce que la pièce de support de masselottes centrifuges (8) de l'embrayage centrifuge (7) est fixée sur le côté aspiration de la roue de ventilateur (4), doté d'ailettes (36). 2. Outil de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur la roue de ventilateur (4) sont formés des tenons axiaux de support (25, 26), qui, avec leur extrémités libres (28), s'étendent au moins jusqu'à la hauteur des ailettes (36), et s'appuient sur la pièce de support de masselottes centrifuges (8), la pièce de support de masselottes centrifuges (8) étant liée de manière axialement fixe à au moins l'un des tenons de support (26). 3. Outil de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tenons de support (25, 26) sont formés d'un seul tenant avec un corps de base (31) de la roue de ventilateur (4), qui porte les ailettes (36). 4. Outil de travail selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que deux tenons de support ou davantage, groupés autour d'un axe de rotation de la roue de ventilateur, sont pourvus chacun d'un alésage axial (27) dans lequel est maintenue la pièce de support de masselottes centrifuges (8), au moyen d'éléments d'assemblage (24). 5. Outil de travail selon la revendication 4, caractérisé en ce que des boulons de pivotement (24) de la pièce de support de masselottes centrifuges (8), sur lesquels sont montées de manière à pouvoir être déviées, les masse- lottes centrifuges (23) de l'embrayage centrifuge (7), sont logés et fixés dans les alésages (27) des tenons de support (26). 6. Outil de travail selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la roue de ventilateur (4) porte, sur son côté frontal opposé au côté aspiration, une seconde couronne de ventilation (33). 7. Outil de travail selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couronne de ventilation (33) est séparée de la couronne d'ailettes d'aspiration (32), par une paroi intermédiaire (34) réalisée radialement sur la roue de ventilateur (4). 8. Outil de travail selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la roue de ventilateur (4) est une pièce moulée, d'un seul tenant. 9. Outil de travail selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la roue de ventilateur (8) présente un diamètre supérieur à celui de l'embrayage centrifuge (7).