Brevet FR2797604A1 — publié le 20010223

Etat de la technique: L'invention concerne une machine portative com- prenant un boîtier avec un moteur coopérant par un arbre d'entraînement à une transmission d'angle munie d'un arbre de sortie monté dans des paliers, et coopérant par un excentri- que et un élément d'entraînement avec un outil à mouvement alternatif, cet outil étant logé dans un palier de guidage ayant dans une zone avant, suivant un premier axe de palier, au-dessus de l'outil au moins un premier organe de roulement et dans une zone arrière, au niveau d'un second axe de palier en dessous de l'outil au moins un second organe de roulement soutenant l'outil. Selon le document DE 195 47 332 Al, on connaît une machine portative du type défini ci-dessus dont le boî- tier cylindrique est formé de deux coquilles en matière plas- tique dont les bords forment une arête de séparation définissant un plan de séparation horizontal. Les coquilles du boîtier sont reliées par des vis. Le boîtier loge un mo- teur avec un rotor de ventilateur dont l'arbre d'entraînement est monté dans les coquilles du boîtier par un palier à billes et est solidaire en rotation d'un pignon conique. Le pignon engrène avec une roue dentée, conique portée solidai- rement en rotation par un arbre de sortie et dont l'axe de rotation est perpendiculaire à l'arbre d'entraînement. L'arbre de sortie possède un palier éloigné de l'outil formé d'un palier lisse, annulaire, logé dans une ca- vité cylindrique d'une coquille du boîtier. L'arbre de sortie comporte également un palier proche de l'outil formé d'une douille munie d'un roulement à aiguille. Un tourillon excentrique porté par l'extrémité de l'arbre de sortie proche de l'outil traverse le palier par le dessus et arrive dans un perçage d'un organe d'entraînement en forme de bielle. L'organe d'entraînement pénètre avec une partie en saillie dans une cavité d'un outil inséré (appelé ci-après plus simplement outil) monté par l'intermédiaire d'un palier de guidage dans la zone avant des coquilles for- mant le boîtier. Le palier de guidage est en une matière frittée et conduit l'outil sur des surfaces de glissement dans une fente de guidage. Lorsque la machine est appuyée avec l'outil sur la surface à travailler, dans une position de travail essentiellement parallèle à la surface à tra- vailler, cela produit un couple de basculement agissant sur l'outil avec un axe de basculement perpendiculaire à la di- rection de mouvement; cet axe s'appuie dans la zone avant supérieure et dans la zone arrière inférieure du palier de guidage. Pour réduire le frottement du glissement dans de telles zones fréquemment très sollicitées ou les réduire en partie par un frottement avec roulement, il y a en avant de la fente de guidage, au-dessus de l'outil, un premier organe de roulement et derrière la fente de guidage, en dessous de l'outil, un second organe de roulement soutenant l'outil. Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de développer une machine du type défini ci-dessus. Partant de la considération selon laquelle à côté de la zone avant supérieure et de la zone arrière inférieure, il faut fréquemment recevoir des efforts de palier importants dans les autres zones du palier de guidage, et en particulier sous l'effet de forces antagonistes importantes dans la di- rection de mouvement et pour des applications particulières comme par exemple lorsque la machine est utilisée pour la coupe, l'invention concerne une machine du type défini ci- dessus caractérisée en ce que le palier de guidage comporte au moins un troisième axe avec au moins un troisième organe de roulement supportant l'outil. Il est particulièrement avantageux que le troi- sième organe de roulement se trouve devant le second organe de roulement en dessous de l'outil là o se produisent fré- quemment des forces d'appui importantes. Le frottement glis- sant peut ainsi être réduit ou du moins partiellement remplacé par un frottement avec roulement. Selon un autre développement de l'invention, un quatrième organe de roulement sur un quatrième axe de palier, derrière le troisième organe de roulement au-dessus de l'outil soutient cet outil. L'outil peut être soutenu par son côté supérieur et par son côté inférieur, en totalité par l'intermédiaire d'organes de roulement évitant avantageuse- ment toute friction de glissement dans ses zones. Suivant une autre caractéristique, dans le palier de guidage, en regard de chaque surface latérale de l'outil, il est prévu au moins un organe de roulement pour soutenir l'outil au moins perpendiculairement à sa direction de dépla- cement par l'intermédiaire de ses surfaces latérales. La friction avec glissement peut encore être réduite et même être supprimée complètement dans le cas de deux axes de pa- lier sur chaque surface latérale. Les organes de roulement peuvent avoir différen- tes formes telles que par exemple une forme sphérique, une forme de rouleau ou de cône etc. Un axe de palier peut rece- voir un ou plusieurs organes de roulement. Pour supporter de manière définie, statiquement un couple de basculement, il peut être intéressant de soutenir l'outil au niveau d'un pre- mier endroit, selon une forme linéaire par exemple par plu- sieurs billes ou galets répartis dans une ligne et avoir un appui ponctuel en un second endroit, par exemple par des billes. Des organes de roulement en forme de billes peuvent avantageusement servir à recevoir des charges combinées et ils possèdent en principe une très grande capacité de sup- port. Il est particulièrement avantageux de réaliser au moins un organe de roulement en forme d'aiguille. Les organes de roulement en forme d'aiguilles conviennent tout particu- lièrement pour des charges brutales et grâce à leur faible diamètre, ils sont très plats et grâce à leur grande lon- gueur, ils permettent d'avoir une pression surfacique relati- vement faible malgré le nombre réduit d'organes de roulement. Il est en outre avantageux de prévoir dans le contour d'une ou plusieurs aiguilles, un moyen de codage par exemple une ou plusieurs entailles identiques ou différentes. Cela permet notamment grâce à un codage approprié, de rece- voir d'éventuels outils non codés dans le palier de guidage codé, mais de ne pas permettre l'introduction d'outils codés dans des paliers de guidage non codés. Cela permet d'éviter d'introduire des outils non appropriés dans un certain type de machine et de risquer d'endommager la machine et/ou l'outil. En particulier, des outils non codés correspondant à une forme de réalisation de faible puissance ne pourraient être introduits à la place d'un outil correspondant à une forme de réalisation de forte puissance, avec codage, ce qui évite toute surcharge de ces outils faibles. Les outils peu- vent être codés par différents procédés que l'homme du métier choisira de manière intéressante, par exemple par un matri- çage particulièrement peu coûteux, des bossages et/ou des ca- vités. Selon un mode de réalisation de l'invention, le palier de guidage comporte une cage en forme U. Cette cage en forme de U se réalise de façon peu coûteuse par un procédé de matriçage et de pliage dans de la tôle d'acier durcie. Le pa- lier de guidage peut être léger et peu encombrant. De plus, l'élément d'entraînement peut être guidé de manière construc- tive simple avec une mise en oeuvre des moyens de fabrication réduits, de façon bloquée en rotation entre deux branches de la cage en forme de U. Le côté supérieur de la cage en forme de U peut servir de surface de guidage pour l'outil ou encore l'outil peut avantageusement s'appuyer par sa face supérieure et sa face inférieure, chaque fois par l'intermédiaire d'au moins deux organes de roulement en forme d'aiguilles guidés dans des trous oblongs des branches de la cage en forme de U. Pour simplifier le montage, réduire le temps né- cessaire au montage et permettre en particulier une automati- sation simple pour une fabrication en grande série, il est avantageux que les organes de roulement soient tenus de ma- nière imperdable dans leur palier de guidage par au moins une pièce, avant le montage du palier de guidage dans le boîtier. Cette pièce peut être formée sur la cage ou être constituée par une pièce supplémentaire, par exemple une tôle de main- tien. Une tôle de maintien supplémentaire se fixe de manière avantageuse avec des moyens réduits par une liaison par en- cliquetage sur le palier de guidage ou la cage. Il est en outre proposé que l'élément d'entraînement s'appuie par l'intermédiaire d'au moins une surface d'appui ponctuelle et/ou linéaire sur l'outil pour créer des degrés de liberté réduisant la surface de frotte- ment et l'évacuation de la chaleur et avec celle-ci, amélio- rant les coefficients de frottement. Pour éviter que des bossages ponctuels et/ou des nervures d'appui doivent être pris en compte au niveau de l'outil dans la conception cons- tructive du palier de guidage, ces moyens sont formés avanta- geusement sur l'élément d'entraînement. Il peut toutefois être également avantageux d'utiliser des bossages formés sur l'outil pour permettre un codage en même temps sous la forme de nervures d'appui. On peut en outre réduire le frottement en ap- puyant l'élément d'entraînement par l'intermédiaire d'au moins un organe de roulement dans la direction de l'outil et cela soit par l'intermédiaire d'un organe de roulement sur l'outil ou par l'intermédiaire d'un organe de roulement sur le palier de guidage. L'organe de roulement peut être monté dans le palier de guidage ou dans l'élément d'entraînement. La description, les dessins et les revendications indiquent diverses caractéristiques que le spécialiste pourra exploiter seules ou en combinaison. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple représenté sché- matiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: * la figure 1 est une coupe longitudinale d'une machine se- lon l'invention, * la figure 2 est une vue de dessous de la machine de la fi- gure 1, ouverte, * la figure 3 montre un détail III agrandi de la figure 1, l'outil étant monté, * la figure 4 est une vue en perspective de dessus d'un pa- lier de guidage. Description de l'exemple de réalisation: La figure 1 montre une coupe longitudinale d'une machine portative à main pour traiter des surfaces par ra- clage, appelée racloir. La machine est équipée par un moteur 12 logé dans un boîtier 10 et alimenté électriquement par l'intermédiaire d'un câble électrique 76; un interrupteur 78 permet de brancher ou de couper le moteur. Le moteur électri- que 12 est relié par un arbre d'entraînement 14 à un rotor de ventilateur 80 et à une transmission d'angle 16; l'arbre d'entraînement 14 porte un pignon 82 engrenant avec un disque denté 84 porté par un arbre de sortie 18 et dont l'axe de ro- tation est perpendiculaire à celui de l'arbre d'entraînement 14. L'extrémité de l'arbre de sortie 18, tournée vers le bas porte un tourillon excentrique 20 pénétrant dans un élément d'entraînement 22 en forme de bielle. L'élément d'entraînement 22 s'appuie par une sur- face d'appui 70 munie de nervures d'appui 72, 74 sur un outil 24, insérable, et pénètre avec un goujon 88 formé sur cet élément dans un trou oblong 90 de l'outil 24 (figures 2 et 3). Le tourillon excentrique 20 est monté dans l'élément d'entraînement 22 par l'intermédiaire d'un palier à roulement 92. Le trou oblong 90 assure la transmission du mouvement à partir de l'arbre d'entraînement 14 par l'élément d'entraînement 22 jusqu'à l'outil 24 lorsque l'outil 24 est appliqué sur une surface à travailler et est repoussé jusqu'à ce que le goujon 88 s'appuie contre le bord du trou oblong 90 pour transmettre ainsi un mouvement de va et vient à l'outil 24. A vide, l'outil 24 est immobile bien que l'arbre d'entraînement 14 tourne, ce qui réduit l'usure des pièces de transmission de mouvement. On évite également qu'en tournant à vide, l'outil 24 qui serait mobile ne risque de provoquer des accidents. De plus, l'outil 24, immobile au repos, peut être appliqué à l'endroit souhaité sur la surface à tra- vailler. La transmission d'angle 16 est logée dans un boî- tier de transmission 94 en fonte d'aluminium constituant dans la zone avant supérieure 96, une première partie et avec un couvercle 150 dans la zone avant inférieure 98, une seconde partie du boîtier 10, c'est-à-dire la paroi extérieure de la machine. Plusieurs paliers sont intégrés au boîtier de transmission 94. L'arbre d'entraînement 14 du moteur électri- que 12 est monté par une première extrémité non tournée vers l'outil 24 dans un palier 100 et par l'intermédiaire d'une pièce 102 dans une première coquille 104, supérieure du boî- tier en matière plastique. La seconde extrémité de l'arbre d'entraînement 14 du côté de l'outil 24 est montée par l'intermédiaire d'un palier 106 dans une cavité 108 en forme de pot du boîtier de transmission 94. Le palier 106 est sou- tenu dans la direction radiale, sur environ 1/3 de sa lon- gueur, par l'intermédiaire d'un siège de coulissement 110, directement dans le boîtier de transmission 94 et sur environ 2/3 de sa longueur, il est appuyé dans la direction radiale dans le boîtier de transmission 94 par l'intermédiaire d'un anneau en caoutchouc 112. Dans sa direction axiale, le palier 106 est bloqué par une nervure de retenue non représentée en détail dans la cavité 108 en forme de pot, formée sur un dôme de vissage de la coquille supérieure 104 et au montage, il se glisse devant la cavité en forme de pot 108. L'arbre de sortie 18 est monté par son extrémité non tournée vers l'outil 24 directement dans un premier pa- lier 114; sa seconde extrémité tournée vers l'outil 24 est montée par un second palier 116 dans le boîtier de transmis- sion 94 par l'intermédiaire d'une douille de palier en forme d'organe de réglage 118. Pour changer l'outil 24, on peut glisser l'élément d'entraînement 22 par l'intermédiaire du bouton poussoir 86 le long du téton excentrique 20 en agis- sant contre un ressort de compression 156 s'appuyant dans une cavité 158 de l'organe de réglage 118. Le goujon 88 se dégage alors du trou oblong 90 de l'outil 24, ce qui permet d'enlever cet outil sans nécessiter d'accessoires et de le remplacer par un autre outil. Le boîtier de transmission 94 porte en outre un palier de guidage 26 ayant une cage 56 en forme de U pour re- cevoir l'outil 24 et cela par l'intermédiaire d'une vis 120 et de tétons 122, 124 formés sur le boîtier de transmission 94; ces tétons pénètrent par une liaison de forme dans des cavités 126, 128 du dessus 130 de la cage 56 en forme de U (figures 3 et 4). Le palier de guidage 26 fabriqué par matri- çage et pliage en acier de tôle traité, s'appuie par les fa- ces frontales 132 de ses branches 62, 64 contre le boîtier de transmission 94. Le palier de guidage 26 est relié de manière bloquée par la forme et par la force au boîtier de transmis- sion 94; on évite tout usinage de finition des surfaces de palier ou des faces frontales 132 du palier de guidage 26 après son matriçage et pliage. L'élément d'entraînement 22 est guidé de manière bloquée en rotation entre les branches 62, 64 de la cage 56 en forme de U (figure 2). Le palier de guidage 26 possède dans sa zone avant supérieure 28, un premier axe de palier au-dessus de l'outil 24 avec un premier organe de roulement 30; dans sa zone arrière 32, il comporte un second axe de palier, en des- sous de l'outil 24, avec un second organe de roulement 34. Selon l'invention, le palier de guidage possède au niveau d'un troisième axe, un troisième organe de roulement 36 situé devant le second organe de roulement 34 et en dessous de l'outil 24; il possède également un quatrième axe de palier avec un quatrième organe de roulement 38 situé derrière le troisième organe de roulement 36 au-dessus de l'outil 24. L'outil 24 s'appuie par sa face supérieure 58 et sa face in- férieure 60 sur chaque fois deux organes de roulement 30, 34, 36, 38 constitués par des aiguilles et guidés dans des trous oblongs 66 des branches 62, 64 de la cage 56 en forme de U. Des moyens de codage 54 sont réalisés dans les contours des organes de roulement 30, 34, 36, 38 et cela sous la forme d'une entaille. Les outils munis de bossages corres- pondants mais aussi sans de tels bossages peuvent se glisser dans le palier de guidage 26. Toutefois des outils avec un bossage ne peuvent se glisser dans des paliers de guidage non codés, par exemple dans un palier de guidage d'un mode de réalisation moins puissant de la machine portative. De plus, dans le palier de guidage 26, il y a chaque fois deux organes de roulement 46, 48, 50, 52 dans deux axes de palier et chaque fois en regard d'une surface latérale 44 de l'outil 24; ces organes de roulement soutien- nent l'outil 24 perpendiculairement à sa direction de mouve- ment 40, 42 par ses surfaces latérales 44 (figures 3 et 4). L'outil 24 est complètement soutenu dans le palier de guidage 26 par les organes de roulement 30, 34, 36, 38, 46, 48, 50, 52. On évite tout glissement avec frottement entre le palier de guidage 26 et l'outil 24. Les organes de roulement 46, 48, 50, 52 en forme de billes sont guidés dans des trous oblongs coniques 134. Avant le montage du palier de guidage 26 dans le boîtier 10 ou sur le boîtier de transmission 94, on place et on retient les billes sur le côté intérieur par les cônes 136 et sur le côté extérieur par une tôle de maintien 68 dans la cage 56 de manière à éviter qu'elles ne se dégagent. A l'état monté du palier de guidage 26 sur le boîtier de transmission 94, les billes sont retenues au niveau du côté extérieur, en plus par les parois latérales non représentées du boîtier de transmis- sion 94 s'appuyant sur les surfaces latérales 142, 144 de la tôle de maintien 68. La tôle de maintien 68 est accrochée dans la cage 56 par l'intermédiaire d'une saillie 138 de cha- que côté dans des cavités 140 de la cage 56 en retenant non seulement les billes, mais également les organes de roulement , 34, 36, 38 en forme d'aiguilles sur la cage 56, avant le montage sur le boîtier de transmission 94. Du côté de la zone active, la machine portative est fermée de manière étanche par un capuchon protecteur 146 muni d'un joint en feutre 148, inséré par une liaison de forme entre le boîtier de transmission 94 et le couvercle ; le boîtier de transmission 94 et le couvercle 150 vien- nent prendre entre deux bourrelets périphériques 152, 154 du capuchon protecteur 146. Le capuchon 146 se monte ainsi d'une manière particulièrement simple et particulièrement protégée vis-à-vis des frottements sur la machine portative. L'outil 24 sort à travers le capuchon protecteur 146. A côté de la première coquille supérieure 104, le boîtier 10 possède une seconde coquille ou coquille infé- rieure 160 et en position d'utilisation horizontale, les deux coquilles se réunissent suivant un plan de jonction horizon- tal 162 (figure 2). Quatre manchons 164, 166, 168, 170 sont formés sur le boîtier de transmission 94 pour recevoir les quatre tétons 172 de la coquille supérieure 104 par une liai- son par la force et la forme. De plus, par en dessous, dans les deux manchons 164, 166 non tournés vers l'outil 24 pénè- trent deux tétons non représentés en détail et appartenant à la coquille inférieure 160 et dans les deux manchons 168, 170 tournés vers l'outil 24, on engage deux tétons du couvercle par une liaison par la forme et la force. Les tétons 172 des coquilles 104, 160 du boîtier et les tétons du couvercle sont formés par les dômes pour les vis non représentées qui relient les coquilles 104, 160 du boîtier, le couvercle et le boîtier de transmission 94. 1i Nomenclature: boîtier 12 moteur 14 arbre d'entraînement 16 transmission d'angle 18 arbre de sortie tourillon excentrique 22 élément d'entraînement 24 outil 26 palier de guidage 28 zone organe de roulement 32 zone 34 organe de roulement 36 organe de roulement 38 organe de roulement direction de mouvement 42 direction de mouvement 44 surface latérale 46 organe de roulement 48 organe de roulement organe de roulement 52 organe de roulement 54 moyen de codage 56 cage 58 face supérieure face inférieure 62 branche 64 branche 66 trou oblong 68 tôle de maintien surface d'appui 72 nervures d'appui 74 nervures d'appui 76 câble électrique 78 interrupteur rotor de ventilateur 82 pignon Nomenclature (suite): 84 disque denté 86 bouton poussoir 88 goujon 90 trou oblong 92 palier à roulement 94 boîtier de transmission 96 zone 98 zone 100 palier 102 pièce 104 coquille de boîtier 106 palier 108 cavité 110 siège de coulissement 112 anneau en caoutchouc 114 palier 116 palier 118 organe de réglage 120 vis 122 téton 124 téton 126 cavité 128 cavité 130 côté de recouvrement 132 face frontale 134 trou oblong 136 cône 138 saillie 140 cavité 142 surface latérale 144 surface latérale 146 capuchon protecteur 148 joint en feutre 150 couvercle 152 bourrelet 154 bourrelet 156 ressort de compression Nomenclature (suite): 158 cavité coquille de boîtier 162 plan de jonction 164 manchon 166 manchon 168 manchon manchon 172 téton R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Machine portative comprenant un boîtier (10) avec un mo- teur (12) coopérant par un arbre d'entraînement (14) à une transmission d'angle (16) munie d'un arbre de sortie (18) monté dans des paliers, et coopérant par un excentrique (20) et un élément d'entraînement (22) avec un outil (24) à mouve- ment alternatif, cet outil étant logé dans un palier de gui- dage (26) ayant dans une zone avant (28), suivant un premier axe de palier, au-dessus de l'outil (24), au moins un premier organe de roulement (30) et dans une zone arrière (32), au niveau d'un second axe de palier en dessous de l'outil (24), au moins un second organe de roulement (34) soutenant l'outil (24), caractérisée en ce que le palier de guidage (26) comporte au moins un troisième axe avec au moins un troisième organe de roulement (36) suppor- tant l'outil (24). 2 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le troisième organe de roulement (36) se trouve devant le se- cond organe de roulement (34) en dessous de l'outil (24). 3 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' un quatrième organe de roulement (38) sur un quatrième axe de palier, derrière le troisième organe de roulement (36), au- dessus de l'outil (24), soutient cet outil (24). 4 ) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que dans le palier de guidage (26), en regard de chaque surface latérale (44) de l'outil (24), il est prévu au moins un or- gane de roulement (46, 48, 50, 52) soutenant l'outil (24) au moins perpendiculairement à sa direction de déplacement (40, 42) par ses surfaces latérales (44). ) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu' au moins un organe de roulement (30, 34, 36, 38) est une ai- guille. 6 ) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le contour d'au moins une aiguille comporte au moins un moyen de codage (54). 7 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le palier de guidage (26) comporte une cage (56) en forme de U. 8 ) Machine selon les revendications 5 et 7, caractérisée en ce que l'outil (24) s'appuie par sa face supérieure (58) et sa face inférieure (60) chaque fois par l'intermédiaire de deux orga- nes de roulement (30, 34, 36, 38) en forme d'aiguilles, gui- dés dans des trous oblongs (66) des branches (62, 64) de la cage (56) en forme de U. 9 ) Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce qu' elle comporte un élément d'entraînement (22) guidé de manière bloquée en rotation entre deux branches (62, 64) de la cage en U (56). ) Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les organes de roulement (30, 34, 36, 38, 46, 48, 50, 52) sont retenus par au moins une pièce (68) de manière imperda- ble dans le palier de guidage (26), avant le montage du pa- lier (26) dans le boîtier (10). 11 ) Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la pièce (68) est formée par une tôle de maintien s'accrochant dans le palier de guidage (26). 12 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte un organe d'entraînement (22) s'appuyant par au moins une surface d'appui ponctuelle et/ou linéaire (70) sur l'outil (24). 13 ) Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la surface d'appui (70) est munie de nervures d'appui (72, 74) et/ou de bossages ponctuels réalisés sur l'élément d'entraînement (22). 14 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'entraînement (22) s'appuie dans la direction de l'outil sur au moins un organe de roulement.