Brevet FR2803887A1 — publié le 20010720

I L'invention concerne un outillage guidé à la main, en particulier scie à chaîne motorisée, tronçonneuse, débroussailleuse ou analogue, comportant un moteur à combustion interne qui est disposé dans un carter, qui, par l'inter- médiaire d'un embrayage à force centrifuge, entraîne un outil de l'outillage et dans le cas duquel l'embrayage à force centrifuge est constitué d'un support entraîné avec des masses centrifuges qui peuvent se déplacer en fonction de la vitesse de rotation et qui, à l'encontre d'une force de rappel, peuvent s'appuyer contre une paroi d'appui d'un élément de sortie en transmettant un moment de rotation, le support, y compris les masses centrifuges, se situant à I'intérieur d'une cloche d'embrayage. Des outillages de ce type, comme des scies à chaîne, des tronçonneuses, des débroussailleuses ou analogues présentent une ligne d'entraînement qui comporte un moteur à combustion interne, un embrayage et un outil entraîné par le moteur à combustion interne lorsque l'embrayage est embrayé. Ce système présente une série d'élasticités non linéaires, comme par exemple l'élasticité d'une chaîne de scie qui varie en fonction de la charge. L'élasticité, en liaison avec la masse de la ligne d'entraînement, forme un système qui peut vibrer et qui est excité en vibration par des fluctuations du moment de rotation du moteur d'entraînement, par un couteau irrégulièrement usé ou analogue. En particulier à la vitesse de rotation de fonctionnement, se font remarquer sur la poignée d'un tel outillage des vibrations sousharmoniques gênantes qui font vibrer l'outillage et se transmettent aux positions de prise. Ces vibrations des positions de prise diminuent le confort de travail de l'outillage et peuvent conduire à une fatigue précoce de l'utilisateur. Surviennent en outre sur la ligne d'entraînement, par suite d'irrégularités de la pièce oeuvrée ou d'erreurs d'utilisation lors du processus de travail, des pointes de force de type pulsatoire qui conduisent à une contrainte élevée de composants comme par exemple des paliers et des entraîneurs d'embrayage. L'invention a pour but d'accroître le confort de travail d'un outillage conforme au modèle. On atteint ce but grâce à un outillage caractérisé par le fait qu'un élément amortisseur, élastique en rotation, est disposé entre l'élément de sortie et un élément intermédiaire relié, sans liberté de rotation relative, à l'outil. En réalisant l'embrayage à force centrifuge avec un élément de sortie, un élément intermédiaire et, entre les deux, un élément amortisseur élastique en rotation, on peut adapter de façon simple, tout en économisant de la place et du poids, le système de vibration de la ligne d'entraînement de façon qu'à la vitesse de rotation de fonctionnement, I'excitation en vibration sous-harmo- nique soit réduite. De ce fait le niveau de vibration aux positions de prise peut nettement décroître et le confort d'utilisation de l'outillage peut donc croître. En outre un outillage réalisé conformément à l'invention est insensible à une excitation en vibration par des outils rotatifs irrégulièrement usés, comme des couteaux dans le cas des débroussailleuses ou analogue. Du fait de la tolérance élevée du système à l'égard d'une excitation en vibration, des éléments anti- vibration plus durs et donc plus rigides en guidage, sont possibles entre le moteur à combustion interne et la poignée, ce qui améliore la précision du guidage de l'outil. En outre la charge dynamique sur les paliers et sur l'embra- yage est également réduite de ce fait, ce qui prévient une usure prématurée. Grâce à la position de l'élément amortisseur du côté sortie de l'embra- yage à force centrifuge on obtient un couplage rigide de l'élément de sortie de l'embrayage avec le moteur à combustion interne. De ce fait, à l'état non embrayé, l'élément formant ressort est inactivé et la masse de l'organe d'en- trainement, rigidement liée, peut, en tant que masse d'inertie, participer à une marche à vide tranquille du moteur. Dans une conception préférée de l'invention, dans l'embrayage à force centrifuge, I'élément de sortie est conçu sous forme d'un anneau cylindrique qui présente sur sa périphérie un ou plusieurs éléments amortisseurs et est relié, par ceux-ci, au tambour d'embrayage avec élasticité en rotation. L'an- neau cylindrique y exerce la fonction de la paroi périphérique d'une cloche d'embrayage traditionnelle et, au moyen des éléments amortisseurs disposés sur la périphérie, transmet le moment de rotation à la cloche d'embrayage dont le diamètre a grandi en conséquence et qui enserre l'anneau cylindrique avec les éléments amortisseurs. La cloche d'embrayage forme l'élément intermédiaire pour la liaison, sans liberté de rotation relative, par exemple du barbotin d'une scie à chaîne ou du flasque-bride pour l'arbre d'entraînement d'une débroussailleuse. Grâce à cette disposition aucun espace supplémentaire n'est nécessaire selon la direction axiale pour les éléments amortisseurs. En outre les éléments amortisseurs peuvent être de construction légère et simple car ils sont disposés près de la périphérie de grand rayon et ne sont donc contraints que relativement peu. Pour éviter une portée supplémentaire de l'anneau cylindrique, celui-ci présente de préférence des nervures qui saillent radialement vers l'extérieur, sont régulièrement réparties selon la direction périphérique et s'appuient contre la face intérieure de la paroi périphérique de la cloche d'embrayage. C'est en particulier en liaison avec des nervures de la paroi périphérique qui s'étendent radialement vers l'intérieur et, de leur côté, s'appuient contre l'an- neau cylindrique que l'on obtient un centrage régulier de l'anneau cylindrique sans nécessiter une autre portée. Il est intéressant que les nervures y servent également d'appui des éléments amortisseurs, ce par quoi on peut renoncer à des dispositifs supplémentaires pour la liaison de ces éléments amortisseurs. De préférence les éléments amortisseurs sont conçus sous forme de ressorts plats et en particulier sous forme de ressorts en fil à ressort en forme de méandre qui, à chacune de leurs extrémités, s'appuient contre chaque fois une nervure. De ce fait ils n'occupent qu'une faible hauteur selon la direction radiale. Par le choix de la force du fil, du nombre et de la forme des ondula- tions en méandre ainsi que de rubans de plomb ou de plastique insérés en option dans les ondulations, on peut, avec des moyens simples, régler dans de larges limites les caractéristiques de ressort et d'amortissement sans devoir y modifier les dimensions principales du cylindre d'embrayage et de la cloche d'embrayage. Grâce au choix de différents rayons de cintrage selon la direc- tion périphérique on peut obtenir de façon simple une adaptation de la pres- sion de pressage périphérique sur les ressorts en fil à ressort et donc régler un amortissement par frottement. Il est intéressant que les éléments amortisseurs soient installés avec pré- contrainte de façon qu'à l'état non chargé de l'embrayage, les nervures de l'anneau cylindrique appuient contre les nervures de la cloche d'embrayage, à I'encontre du sens de rotation. De ce fait, en fonctionnement, on obtient avec un faible moment de rotation une liaison rigide et donc précise de l'outil avec le moteur à combustion interne. Lors de pointes du moment de rotation provoquées par les vibrations, la force de précontrainte des éléments formant ressorts est surmontée et la courbe du moment de rotation est donc lissée. Dans une variante avantageuse, l'élément intermédiaire est disposé, sous forme d'un disque, frontalement par rapport à la cloche d'embrayage, la cloche d'embrayage formant ici l'élément de sortie. Les éléments amortisseurs sont prévus selon la direction axiale entre la paroi frontale de la cloche d'embrayage et le disque. De ce fait il ne faut pas de place radiale supplémen- taire pour les éléments formant ressorts, de sorte que des embrayages et des carters déjà existant éventuellement ne nécessitent qu'une faible reprise constructive et de sorte qu'est éventuellement possible un rééquipement d'outillages déjà fabriqués. Il y est intéressant que, sur la paroi frontale de la cloche d'embrayage et, en face, sur l'élément de sortie, soient disposés en cercle des tétons qui sont reliés au moyen des éléments amortisseurs. Ces éléments amortisseurs sont également de préférence conçus sous forme de ressorts plats et en particulier de ressorts en forme de méandre. Est de ce fait possible, pour un faible en- combrement, un montage simple, sans outil. Grâce à la disposition d'un certain nombre de tétons sur une ligne circulaire près de la périphérie de l'embrayage et d'un nombre correspondant de tétons sur un plus petit rayon, ces deux groupes de tétons peuvent avantageusement être reliés au moyen de ressorts en fil à ressort en ce sens que d'une part une limite de charge élevée est obtenue grâce au grand rayon et que d'autre part un nombre élevé de ressorts en fil à ressort peuvent trouver place grâce au décalage radial. Pour réduire le nombre de pièces, on prévoit de préférence sur le cercle extérieur un nombre de tétons double du nombre de tétons prévus sur le cercle intérieur. Deux tétons du cercle exté- rieur y sont chaque fois reliés à un téton du cercle intérieur par l'intermédiaire d'une pince double en fil à ressort. On peut de ce fait obtenir une limite de charge élevée pour un nombre de pièces simultanément faible et donc pour une faible dépense de fabrication et de montage. De préférence les éléments amortisseurs y sont conçus sous forme de ressorts en acier à ressort résistant à une rupture par fatigue, ce qui combine une limite de charge élevée avec de faibles coûts d'entretien. Des exemples de réalisation de l'invention sont expliqués en détail ci- dessous à l'aide des dessins. - La Figure 1 est une représentation schématique d'une scie à chaîne conforme à l'invention. - La Figure 2 est une représentation éclatée de l'embrayage de la scie à chaîne de la Figure I. - La Figure 3 représente l'embrayage de la Figure 2 à l'état monté. - La Figure 4 représente en coupe une variante de l'embrayage de la Figure 1. - La Figure 5 est une représentation schématique de la disposition des éléments formant ressort de l'embrayage de la Figure 4. La Figure 1 représente une scie à chaîne conforme à l'invention compor- tant un moteur à combustion interne 1 porté dans un carter 2 et un outil 4 en forme de chaîne de scie 36. Le moteur à combustion interne I entraîne en rotation, autour d'un axe de rotation 37, un embrayage à force centrifuge 3 présentant un élément intermédiaire 1 0 situé du côté sortie. La chaîne de scie 36 peut, par l'intermédiaire de l'embrayage à force centrifuge 3, être reliée au moteur à combustion interne 1 avec transmission du moment de rotation. À l'état embrayé de l'embrayage à force centrifuge 3, un barbotin 38, relié à l'élément intermédiaire 1 0, est entraîné en rotation dans le sens de rotation représenté par la flèche 35. Les éléments de chaîne 39, accrochés au barbotin 38 sont de ce fait entraînés dans le sens de la flèche 40 autour du guide- chaîne 41. Selon la Figure 2, l'embrayage à force centrifuge 3 (Figure 1) présente un support 5 qui est situé du côté du moteur et auquel trois masses centrifuges 6 sont fixées sans liberté de rotation relative et avec liberté de coulissement radial vers l'extérieur à l'encontre de la force des ressorts hélicoïdaux 42. Sur la face périphérique des masses centrifuges 6 est disposé un élément de sortie 8 sous forme d'un anneau cylindrique 20 sur la paroi d'appui 7, située à I'intérieur, duquel les masses centrifuges 6 peuvent s'appuyer en transmettant un moment de rotation. Sur la face extérieure 33 de l'anneau cylindrique 20 sont disposés trois entraîneurs 12 sous forme de trois rainures 24 s'étendant radialement vers l'extérieur et régulièrement répartis sur la périphérie. Dans l'exemple de réalisation représenté, les éléments amortisseurs 1 1 sont conçus sous forme de fils à ressort formant des ressorts plats 14, cintrés en méandre et sont disposés entre la face extérieure 33 de l'anneau cylindrique 20 et la face intérieure 31 (Figure 3) de la cloche d'embrayage 9. Les ressorts plats 1 4 s'étendent dans un plan 1 7, ensuite cintré, qui se situe à peu près parallèlement à la paroi d'appui 7. Dans le cas de l'un des ressorts plats 1 4, un ruban de plomb 34 est inséré dans le fil à ressort 18 pour accroître l'amor- tissement par frottement. Au lieu du ruban de plomb 34 on peut également utiliser un ruban de plastique ou analogue. Les éléments amortisseurs l l sont maintenus selon la direction tangentielle par les nervures 24 et les nervures 32, représentées en détail sur la Figure 3, de sorte que la cloche d'embrayage 9 est reliée, avec élasticité en rotation, avec l'anneau cylindrique 20 et, à l'état embrayé, également avec le support 5 ou avec le moteur à combustion interne 1. L'élément intermédiaire 10 est formé par la cloche d'embrayage 9 sur la paroi frontale 43 de laquelle est rapportée un espace de réception 46 pour la liaison, sans liberté de rotation relative, du barbotin 38 (Figure 1). Le barbotin 38, la cloche d'embrayage 9, les éléments amortisseurs 11, l'anneau cylin- drique 20 et le support 5 sont disposés coaxialement à l'axe de rotation 37. La Figure 3 représente en vue perspective, vu du côté moteur, I'embra- yage à force centrifuge 3 de la Figure 2 monté. La paroi périphérique 2 1 de la cloche d'embrayage 9 recouvre l'anneau cylindrique 20 à une certaine distance radiale. Il se forme de ce fait un espace de réception 23 sous forme d'un espace annulaire 22 pour les éléments amortisseurs 1l 1. Les nervures 24 de l'anneau cylindrique 20 s'appuient, avec glissement, contre la face intérieure 31 de la paroi périphérique 21. Sur la face intérieure 31 de la paroi périphérique 21 sont prévues trois nervures 32 qui saillent radialement vers l'intérieur et, de leur côté, s'appuient, avec glissement, contre la face exté- rieure 33 (Figure 2) de l'anneau cylindrique 20. Les éléments amortisseurs l 1 se situent à l'intérieur de la cloche d'embrayage 9, dans un espace de réception 23 qui est limité par la face intérieure 31 de l'élément intermédiaire 1 0 et par la face extérieure 33 de l'élément de sortie 8 et dont la hauteur hi correspond à peu près à la hauteur radiale h2 (Figure 2) des éléments amortisseurs l. Les fils à ressort 1 6 sont disposés entre, chacun, une nervure 24 et une nervure 32 et s'appuient, sous précontrainte tangentielle, à leur première extrémité 15, contre chaque fois une nervure 24 et, à leur autre extrémité 1 6, contre une nervure 32 et y sont également fixés. À l'état non chargé de l'embrayage à force centrifuge 3, grâce à la précontrainte, les ner- vures 24 sont poussées contre les nervures 32 à l'encontre du sens de rotation 35. Sont également possibles des réalisations comportant plus de trois éléments amortisseurs i 1 et entraîneurs 12, 13. Peut en particulier être inté- ressante une réalisation dans le cas de laquelle chacune des nervures 24 est maintenue à peu près au centre entre deux nervures 32 par deux éléments amortisseurs 1 1 disposés des deux côtés. Dans le cas de la variante de l'embrayage à force centrifuge 3 repré- sentée sur la Figure 4, le support 5, y compris les masses centrifuges 6, n'est pas représenté pour motif de meilleure visibilité. La paroi d'appui 7 est formée par la paroi périphérique 21 de la cloche d'embrayage 9. C'est la cloche d'embrayage 9 qui de son côté forme l'élément de sortie 8. La paroi frontale 43 de la cloche d'embrayage 9 est disposée à peu près perpendiculairement à l'axe de rotation 37 et présente, disposés sur elle en cercle, un certain nombre d'entraîneurs 12 sous forme de tétons orientés selon l'axe. Frontalement à la cloche d'embrayage 9 est disposé l'élément intermédiaire 10 avec un disque 27 et le barbotin 38 qui lui est relié sans liberté de rotation relative. Le disque 27 présente un diamètre di qui correspond à peu près au diamètre d2 de la cloche d'embrayage 9. Sur le disque 27, orienté parallèlement à la paroi frontale 43, sont prévus, le long d'une ligne circulaire proche de la périphérie, un nombre de tétons 44, correspondant aux tétons 25, qui forment les entraîneurs 13 situés du côté de la sortie. Dans la paroi frontale 43 est usiné, concentriquement à l'axe de rotation 37, un décrochement annulaire 45 grâce auquel est créé un espace de réception 23, d'une hauteur axiale hi, pour les tétons 25 et 44 ainsi que pour les éléments amortisseurs 1l 1 qui relient les deux. Les éléments amortisseurs 1 1 présentent une hauteur h2 qui correspond à peu près à la hauteur hi de l'espace de réception 23. Le disque 27 est porté, avec liberté de rotation relative, sur un moyeu 30 de la cloche d'em- brayage 9 et il est relié, avec élasticité en rotation, à la cloche d'embrayage 9 au moyen des éléments amortisseurs 1 1. Selon la Figure 5, les tétons 44 sont disposés sur un cercle périphérique 29 de rayon r2. Le cercle périphérique 28, sur lequel les tétons 25 sont disposés, présente un rayon ri qui est inférieur au rayon r2. Le nombre des tétons 25 et des tétons 44 peut être choisi en fonction de la charge de fonctionnement qui apparaît. Chacun des tétons 44 peut être relié à un téton par l'intermédiaire d'un élément amortisseur 11. Dans l'exemple de réalisation représenté, sont prévus six tétons 25 et douze tétons 44, deux tétons 44 étant chaque fois reliés, par complémentarité de forme, à un téton par l'intermédiaire d'un ressort plat 14 sous forme d'un fil d'acier à ressort 18 cintré en forme de méandre. Peut également être avantageuse une disposition dans la cas de laquelle les tétons 25 situés du côté de la cloche d'embrayage sont disposés sur une ligne circulaire de plus grand rayon r2 et, de façon correspondante, les tétons 44, situés du côté de la sortie, le sont sur la ligne circulaire de plus petit rayon ri. Les éléments amortisseurs 11 de l'exemple de réalisation représenté sont fabriqués en acier à ressort résistant à la rupture par fatigue. R E VENDICATIONS 1. Outillage guidé à la main, en particulier scie à chaîne motorisée, tronçonneuse, débroussailleuse ou analogue, comportant un moteur à combustion interne (1) qui est disposé dans un carter (2), qui, par l'inter- médiaire d'un embrayage à force centrifuge (3), entraîne un outil (4) de l'outillage et dans le cas duquel l'embrayage à force centrifuge (3) est constitué d'un support entraîné (5) avec des masses centrifuges (6) qui peuvent se déplacer en fonction de la vitesse de rotation et qui, à l'encontre d'une force de rappel, peuvent s'appuyer contre une paroi d'appui (7) d'un élément de sortie (8) en transmettant un moment de rotation, le support (5), y compris les masses centrifuges (6), se situant à l'intérieur d'une cloche d'embrayage (9), caractérisé par le fait qu'un élément amortisseur (1 1), élastique en rotation, est disposé entre l'élément de sortie (8) et un élément intermédiaire (10) relié, sans liberté de rotation relative, à l'outil (4) . 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (l 1) est disposé entre un entraîneur (1 2) de l'élément de sortie (8) et un entraîneur (1 3) de l'élément intermédiaire (10), l'élément amor- tisseur ( 1 1) s'appuyant de préférence, par une extrémité (1 5), contre l'entraîneur (12) de l'élément de sortie (8) et, par l'autre extrémité (16), contre l'entraîneur (13) de l'élément intermédiaire (10), et par le fait qu'en particulier l'élément amortisseur (1) est fixé, par ses extrémités ( 1 5, 1 6) aux entraîneurs (12, 1 3), les extrémités (1 5, 16) étant de préférence reliées aux entraîneurs (l 2, 1 3) par complémentarité de forme. 3. Outillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (l 1) est précontraint entre les entraîneurs (l 2, l 3). 4. Outillage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'élément amortisseur (1 1) est un ressort plat (l 4) et qu'il est de préfé- rence constitué d'un fil à ressort (18) cintré en méandre. 5. Outillage selon l'une des revendications! à 4, caractérisé par le fait que plusieurs éléments amortisseurs (l 1), montés en parallèle, sont disposés selon la direction périphérique (19) de l'embrayage à force centrifuge (3) . 6. Outillage selon l'une des revendications I à 5, caractérisé par le fait qu'entre l'élément de sortie (8) et l'élément intermédiaire (1 0) est prévu pour l'élément amortisseur (11) un espace de réception (23) d'une hauteur (hi) qui correspond à peu près à la hauteur (h2) de l'élément amortisseur (l 1), I'élément amortisseur (1 1) se situant de préférence à l'intérieur de la cloche d'embrayage (9). 7. Outillage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément de sortie (8) est un anneau cylindrique (20) recouvert par la cloche d'embrayage (9), que l'élément intermédiaire (10) est formé par la cloche d'embrayage (9) et que l'anneau cylindrique (20) se trouve à une distance radiale (a) de la paroi périphérique (21) de la cloche d'embrayage (9), l'espace annulaire (22) ainsi formé formant l'espace de réception (23) pour l'élément amortisseur (11). 8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les entrai- neurs (1 2, 1 3) sont conçus sous forme de nervures (24, 32) saillant radiale- ment et que de préférence les nervures (24) de l'anneau cylindrique (20) s'appuient, avec glissement, contre la face intérieure (31) de la paroi péri- phérique (21) et qu'en particulier les nervures (32) de la cloche d'embrayage (9) s'appuient, en glissant, contre la face extérieure (33) de l'anneau cylindrique (20). 9. Outillage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que le ressort plat (1 4) s'étend dans un plan (17), ensuite cintré, qui se situe à peu près parallèlement à la paroi d'appui (7) et que de préférence un ruban de plomb (34) est inséré dans le fil à ressort. 10. Outillage selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait qu'à l'état de repos de l'embrayage à force centrifuge (3), les entraîneurs (12) sont poussés contre les entraîneurs (1 3) par la force de précontrainte des éléments amortisseurs (1 4), à l'encontre du sens de rotation (35) de l'embrayage à force centrifuge (3). t 1. Outillage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la paroi d'appui (7) de l'élément de sortie (8) est formée par la paroi périphérique (2 1) de la cloche d'embrayage (9) et que l'élément amortisseur (11) se situe dans l'espace de réception (23) existant entre la paroi frontale Il (43) de la cloche d'embrayage (9) et l'élément intermédiaire (10) conçu sous forme de disque (27), les entraîneurs (12, 13) pénétrant axialement dans l'espace de réception (23) et étant de préférence prévus sous forme de tétons orientés axialement (25). 12. Outillage selon la revendication l 1, caractérisé par le fait que les entraineurs (12, 13) se situent sur des cercles (28, 29) de rayons (rn, r2) différents, le nombre des entraîneurs (13) se trouvant sur le cercle (29) de plus grand rayon (r2) étant en particulier deux fois plus important que le nombre des entraîneurs (12) se trouvant sur le cercle (8) de plus petit rayon (ri), et que chaque fois deux entraîneurs (13) et un entraîneur (12) sont reliés l'un à l'autre par un élément amortisseur (1 1) et que de préférence le diamètre (dl) du disque (27) correspond à peu près au diamètre (d2) de la cloche d'embrayage (9), le disque (27) étant disposé, avec liberté de rotation relative, sur un moyeu (30) de la cloche d'embrayage (9).