Brevet FR2833305A1 — publié le 20030613

La présente invention concerne une tronçonneuse portable. Comme cela est connu, une tronçonneuse portable est constituée d'un capot pourvu d'une paire de poignées, auquel est intégré un moteur à combustion interne. Ce moteur met en rotation un pignon denté autour duquel se déroule une chaîne comprenant une pluralité de taillants, ladite chaîne étant soutenue par une barre pourvue d'une rainure à l'intérieur de laquelle se déplace ladite chaîne. De manière classique, une première poignée sert uniquement à soutenir la tronçonneuse en cours d'utilisation, tandis que l'autre est pourvue d'une détente qui est à même de graduer la vitesse de rotation du pignon denté autour duquel s'enroule la chaîne pourvue de taillants. Un des inconvénients principaux des tronçonneuses classiques est de prévoir un moteur à deux temps qui, comme cela est connu, utilise un mélange d'essence, d'huile minérale ou synthétique et d'air. Comme cela est connu, la combustion d'un tel mélange comporte la production de fumées désagréables pour l'opérateur et polluant l'atmosphère dans laquelle la tronçonneuse opère. Par conséquent, on prévoit d'utiliser dans le cadre de la présente invention, un moteur à quatre temps dans lequel se fait la combustion d'un mélange comprenant de l'essence et de l'air. Dans ce mode de fonctionnement, on évite également de brûler une certaine quantité d'huile avec les conséquences négatives énumérées ci-dessus. L'objet de la présente invention est donc de réaliser une tronçonneuse portable utilisant un moteur à quatre temps dans lequel est prévu un nouveau système de lubrification au moyen duquel on effectue simultanément la lubrification du moteur à combustion interne et celle de la chaîne pourvue de taillants. Pour permettre le transport de la tronçonneuse, il faut alléger tous les organes mécaniques tels que le cylindre, le piston, la bielle et le vilebrequin par une conception particulière de ces composants et de leur réalisation dans des matériaux spéciaux, comme l'aluminium ou des alliages légers. En conséquence, la présente invention vise une tronçonneuse portable comprenant un carter, une paire de poignées, une lame pourvue d'une chaîne à taillants, un moteur à combustion interne qui est à même de mettre en rotation la chaîne et un vilebrequin et un dispositif de démarrage du moteur à combustion interne, tronçonneuse portable dans laquelle le moteur à combustion interne est un moteur à combustion interne à quatre temps et dans laquelle on prévoit un réservoir unique qui est à même de contenir l'huile lubrifiante pour la lubrification simultanée de la chaîne et d'au moins une partie des éléments appartenant au moteur à combustion interne. La présente invention sera à présent décrite en se référant aux dessins annexés qui illustrent un exemple de réalisation non limitatif et sur lesquels : la Fig. 1 illustre une vue en perspective de la tronçonneuse qui fait l'objet de la présente invention ; la Fig. 2 illustre une vue latérale partielle à plus grande échelle de la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 1 ; la Fig. 3 représente une vue en plan d'une partie de la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 1 ; la Fig. 4 illustre une vue arrière de la tronçonneuse de la Fig. 1 ; la Fig. 5 représente une coupe transversale selon la ligne de coupe A-A sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 3 ; la Fig. 6 représente une coupe transversale selon la ligne de coupe B-B sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 3 ; la Fig. 7 représente une coupe transversale selon la ligne de coupe C-C sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 3 ; la Fig. 8 représente une coupe longitudinale selon la ligne de coupe D-D sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 3 ; la Fig. 9 illustre une coupe longitudinale selon la ligne de coupe E-E sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 3 ; la Fig. 10 représente une coupe longitudinale selon la ligne de coupe F-F sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 4 ; et la Fig. 11 représente une coupe longitudinale selon la ligne de coupe G-G sur la tronçonneuse illustrée sur la Fig. 4. La Fig. 1 représente un ensemble tridimensionnel d'une tronçonneuse portable 10 qui fait l'objet de la présente invention. La tronçonneuse portable 10 comprend un carter 11 dont font partie intégrante une première poignée 12, à l'aide de laquelle l'opérateur soutient ladite tronçonneuse 10, et une seconde poignée 13 à laquelle sont associés une détente 14 et un dispositif de sécurité 15 pour la détente 14. Au carter 11 est également fixé, par des moyens connus, un élément 16 pour protéger la main qui tient la poignée 12. Faisant saillie du carter 11, il est prévu en outre une barre 17 pourvue d'une rainure périphérique (non illustrée) sur laquelle se déplace une chaîne 18 présentant une pluralité de taillants. La barre 17 et la chaîne 18 sont les composants d'un dispositif de coupe 19 communément appelé"lame". Plus particulièrement et en se référant également à la Fig. 11, la chaîne 18 comprend une pluralité de maillons 18a qui portent en alternance un taillant respectif 18b. En observant la Fig. 1, on note la présence d'un dispositif de mise en marche 20 du type classique commandé par un tirant 21 enroulé autour d'une poulie 22 (Fig. 6,7). La poulie 22 est solidaire d'un godet 23 (Fig. 6,7). Le godet 23 est fixé sur une extrémité 24a d'un vilebrequin 24 qui fait partie d'un moteur à combustion interne 25 à cylindre unique à quatre temps. Comme montré toujours sur les Fig. 6 et 7, en correspondance avec l'extrémité 24a du vilebrequin 24, est fixée également une cloison 26, dont la face frontale 26a s'appuie sur le fond du godet 23. La cloison 26 a également la fonction de volant et sert à créer un flux d'air réfrigérant sur le moteur à combustion interne 25 et vers les ailettes dissipatrices 30b (voir ci-dessous). De manière classique pour la mise en marche, l'opérateur devra tirer avec force sur le tirant 21 afin de mettre en rotation la poulie 22 et, par suite, le vilebrequin 24, lequel, d'une manière qui est connue en soi, mettra en marche le moteur à combustion interne 25. Comme montré toujours sur les Fig. 6 et 7, le vilebrequin 24 s'appuie sur un dispositif de support 27 et, en particulier, sur deux épaulements 27a, 27b qui définissent, dans l'espace compris entre eux, une chambre 27c dans laquelle est logée une manivelle 28 du vilebrequin 24. Plus particulièrement, le vilebrequin 24 est soutenu par le dispositif de support 27 via une paire de coussinets 29. Dans le cas illustré, les coussinets 29 sont deux roulements à billes. Sur le dispositif de support 27 s'appuie également un cylindre 30 appartenant toujours au moteur à combustion interne 25, dont la paroi externe 30a est pourvue d'une pluralité d'ailettes 30b pour dissiper une partie de l'énergie thermique produite au cours du fonctionnement du moteur à combustion interne 25 lui-même. A l'intérieur du cylindre 30 est logé un piston 31 raccordé au vilebrequin 24 via une bielle 32, dont la première extrémité 32a est articulée sur un premier tourillon 33 solidaire du piston 31, tandis que la seconde extrémité 32b est articulée sur un tourillon 34 solidaire du vilebrequin 24. Chaque tourillon 33,34 est soutenu par un roulement à rouleaux respectif. Entre la surface frontale 3la du piston 31 et la surface de tête 30c du cylindre 30 est définie une chambre à explosion 35 dans laquelle dépasse l'extrémité active d'une bougie d'allumage 36. Le piston 31 est, en outre, pourvu, de manière connue, d'un dispositif racleur d'huile 3 lb et de deux segments. Comme montré sur la Fig. 11, le cylindre 30 est pourvu, en outre, d'une soupape d'aspiration 37 et d'une soupape de décharge 38 des gaz de combustion. La soupape d'aspiration 37 est alimentée en essence provenant d'un réservoir 39, essence qui est préalablement mélangée à de l'air dans le passage traversant un dispositif de carburation 40. Le réservoir 39 est pourvu d'un bouchon 39a. A son tour, la soupape de décharge 38 est raccordée à un dispositif silencieux 41 au moyen duquel se fait la décharge des gaz de combustion dans l'atmosphère. Le groupe d'alimentation est, en outre, pourvu d'un filtre à air 39b. De manière connue en soi, pour actionner les soupapes 37,38, on utilise un mécanisme à poussoir 42 montré plus en détail sur les Fig. 8 et 9. Ce mécanisme à poussoir 42 comprend une roue dentée 43 fixée elle aussi sur le vilebrequin 24 en correspondance avec son extrémité 24b. La roue dentée 43 s'engrène sur une roue dentée 44 tourillonnée sur le dispositif de support 27 via un bout d'arbre 45. Une came 46 est solidaire de la roue dentée 44 et commande un poussoir 47 comprenant un dispositif oscillant 48 qui est à même d'osciller autour d'un tourillon 49, et deux tiges 50, 51, dont chacune est associée à un balancier respectif 52,53, tous deux tourillonnés dans un tourillon 54 (Fig. 10). Chaque soupape 37,38 est positionnée par un ressort associé 37a, 38a (Fig. 8). Comme montré sur les Fig. 6,7, 8, les soupapes 37,38 et les culbuteurs 52,53 sont confinés dans un espace 55 défini par un couvercle 56 fixé à la culasse du moteur 25. Sur la Fig. 8, on peut voir la manière dont les tiges 50,51 du poussoir 47 sont logées, chacune, dans un petit canal respectif 58,59 ménagé dans la carcasse du cylindre 30. Chaque tige 50,51 se déplace à l'intérieur du petit canal respectif 58,59 sans frotter sur les parois de ce dernier. Comme on le verra mieux ci-dessous, les deux petits canaux 58,59 servent également au parcours de retour de l'huile de lubrification du moteur 25. Au vilebrequin 24 est fixé, en outre, un pignon denté 60 autour duquel se déroule la chaîne 18 (Fig. 6,7). Ce pignon denté 60 est mis en rotation par le vilebrequin 24 qui, à son tour, reçoit le mouvement dû au déplacement alterné de la bielle 32. La roue dentée 43, en plus de s'engrener sur la roue dentée 44 déjà citée du mécanisme à poussoir 42, s'engrène sur une autre roue dentée 61, qui met en rotation une pompe à engrenages 62 qui est à même de pomper, comme on le verra, une certaine quantité d'huile vers la chaîne 18. A cet effet, dans la partie inférieure de la tronçonneuse 10, il est prévu un réservoir 63 d'huile lubrifiante qui, comme on le verra, sert à lubrifier tant le moteur à combustion interne 25 que la chaîne 18. En outre, le réservoir 63 est pourvu d'un bouchon 63a (Fig. 2) appliqué sur une goulotte (non illustrée) de remplissage d'huile. Cette huile, comme on l'a dit précédemment, sert à lubrifier simultanément la barre 17, la chaîne 18 et les organes mécaniques du moteur 25 à quatre temps. Plus particulièrement, la pompe à engrenages 62 comprend une vis sans fin 62a (Fig. 6) en prise avec un engrenage 62b auquel on demande d'appliquer l'effet souhaité de pompage sur l'huile minérale ou synthétique. A cette fin, on utilise un petit tube de niveau 64 pourvu d'un filtre associé 65 s'appuyant sur le fond du réservoir 63. Comme montré sur les Fig. 8 et 9, à la pompe à engrenages 62 est raccordé un conduit de refoulement 66 par le biais duquel on envoie l'huile minérale ou synthétique sur la chaîne 18 afin d'obtenir l'effet lubrifiant souhaité sur celle-ci. Comme montré sur la Fig. 5, le réservoir 63 est raccordé à l'espace 55 via un conduit 67 ménagé dans le corps du moteur à combustion interne 35 luimême. En outre, le conduit 67 fait saillie à l'intérieur du réservoir 63 au moyen d'un petit tube de niveau 68. Les Fig. 6 et 7 montrent la manière dont le réservoir 63 est en communication avec la chambre 27c dans laquelle est logée la manivelle 28 du vilebrequin 24 via une soupape monodirectionnelle 69 disposée préalablement en correspondance avec un orifice 70. La soupape monodirectionnelle 69, à son tour, comprend une lamelle 69a qui, dans la position d'ouverture représentée sur la Fig. 7, s'appuie sur un élément de battement 69b fixé au corps du réservoir 63 au moyen d'une vis 71. En outre, comme montré toujours sur les Fig. 6,7, les roues dentées 43, 44 et 61 sont confinées dans un carter 72 fixé, par des moyens classiques, d'une part, au cylindre 30 et, d'autre part, au corps du réservoir 63, ce carter 72 étant, en outre, fixé sur le vilebrequin 44 au moyen d'un coussinet 73 auquel est associé un dispositif pare-huile qui garantit que l'on pourra empêcher l'huile lubrifiante de sortir du carter 72. Le carter 72 définit par suite un espace 74 qui est mis en communication avec l'intérieur du cylindre 30 au moyen d'un passage 75 ménagé sur la paroi du cylindre 30. L'espace 74 communique également avec la chambre 27c via un passage 76 à des fins qui seront mieux éclaircies par la suite. Le réservoir 63, le petit tube de niveau 68, le conduit 67, l'espace 55, les petits canaux 58,59, l'espace 74, les passages 75,76 et la chambre 27c constituent un circuit d'huile lubrifiante. En service, comme montré sur la Fig. 6, lorsque le piston 31 se trouve dans sa position de point mort supérieur (PMS) à l'intérieur du cylindre 30 et dans la chambre 27c, il se crée une dépression qui est la cause d'une force de rappel de l'huile lubrifiante contenue dans le réservoir 63 via le petit tube de niveau 68 et le conduit 67 vers l'espace 55. On obtient de la sorte la lubrification des têtes des soupapes 37,38 et des culbuteurs 52,53. Par gravité, l'huile lubrifiante commence à descendre vers l'espace 74 en passant par les deux petits canaux 58,59, dans lesquels, comme on l'a vu, se trouvent les tiges 50,51. De cette manière, on obtient la lubrification du mécanisme à poussoir 42 et des roues dentées 43,44 et 61. Tout de suite après, l'huile sous pression passant par les passages 75,76 va lubrifier, d'une part, l'intérieur du cylindre 30, les deux coussinets 29, les tourillons 33,34 et la manivelle 28 ainsi que les deux roulements à rouleaux. Quand, au contraire, le piston 31 se trouve dans la position de point mort inférieur (PMI) (Fig. 7), l'huile lubrifiante est pressée vers le réservoir 63 en passant par la soupape monodirectionnelle 69, en fermant de cette manière le circuit de fluide. Evidemment, au cours du cycle suivant du moteur à combustion interne 10, il s'établira un nouveau flux d'huile lubrifiante selon les modalités décrites cidessus, et ainsi de suite. Les avantages du présent dispositif sont les suivants : - utilisation d'un moteur à combustion interne à quatre temps au lieu du moteur classique à deux temps ; - moins de bruit de la tronçonneuse, production mineure de fumées polluantes et moindre consommation de carburant et d'huile ; - lubrification optimale des parties du moteur et de la tronçonneuse avec un réservoir unique ; et enfin - simplicité dans l'utilisation, d'une part, par l'opérateur qui utilise un seul bouchon pour l'huile de lubrification, qui lubrifie simultanément la barre, la chaîne et le pignon, ainsi que les organes mécaniques du moteur. REVENDICATIONS 1. Tronçonneuse portable (10) comprenant : - un carter (11) ; - une paire de poignées (12,13) ; - une lame (19) pourvue d'une chaîne (18) à taillants ; - un moteur à combustion interne (25) qui est à même de mettre en rotation la chaîne (18) et un vilebrequin (24) ; et - un dispositif de démarrage (20) dudit moteur à combustion interne (25) ; la tronçonneuse portable (10) étant caractérisée par le fait que ledit moteur à combustion interne (25) est un moteur à combustion interne (25) à quatre temps et par le fait de prévoir un réservoir unique (63) qui est à même de contenir l'huile lubrifiante pour la lubrification simultanée de ladite chaîne (18) et d'au moins une partie des éléments appartenant audit moteur à combustion interne (25). 2. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 1, dans laquelle il est prévu un seul réservoir d'huile (63) et un seul bouchon d'alimentation (63a) pour la lubrification de la barre (17), de la chaîne (18) et des organes mécaniques du moteur à combustion interne (25) à quatre temps. 3. Tronçonneuse portable (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle sont présents, outre le réservoir (63), un petit tube de niveau (68), un conduit (67), un espace (55), deux petits canaux (58,59), un espace (74), deux passages (75,76) et une chambre (27c) qui constituent dans cet ordre un circuit de l'huile lubrifiante. 4. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 3, dans laquelle ledit conduit (67) est ménagé dans le corps dudit moteur à combustion interne (25). 5. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 3, dans laquelle chacun des deux petits canaux (58,59) est à même d'accueillir une tige (50,51) d'un poussoir (47) commandant l'ouverture et la fermeture d'une soupape d'aspiration (37) d'essence préalablement mélangée à de l'air et, respectivement, d'une soupape de décharge (38) des gaz brûlés. 6. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 3, dans laquelle ledit espace (74) est à même de contenir une première roue dentée (43) qui s'engrène simultanément et en phase sur une seconde roue dentée (44) qui est à même de mettre en rotation une came (46), et sur un élément (62a) d'une pompe à engrenages (62), qui est à même de pomper l'huile lubrifiante dudit réservoir unique (63) vers ladite chaîne (18). 7. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 6, dans laquelle ledit espace (74) est mis en communication avec l'intérieur dudit cylindre (30) au moyen d'un premier passage (75) ménagé sur la paroi dudit cylindre (30), ledit espace (74) étant, en outre, en communication avec ladite chambre (27c) via un second passage (76). 8. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 5, dans laquelle, lorsqu'un piston (31) dudit moteur à combustion interne (25) se trouve dans sa position de point mort supérieur, il se crée dans cette chambre (27c) une dépression qui est la cause d'une force de rappel de l'huile lubrifiante contenue dans ledit réservoir (63) via ledit conduit (67) vers ledit espace (55) pour obtenir ainsi la lubrification de ladite soupape d'aspiration (37), de ladite soupape de décharge (38) et des culbuteurs associés (52,53). 9. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 8, dans laquelle l'huile lubrifiante descend par gravité vers ledit espace (74) via lesdits petits canaux (58,59) pour obtenir de cette manière la lubrification dudit poussoir (47) et desdites roues dentées (43,44, 61). 10. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 8, dans laquelle l'huile lubrifiante passant par les deux passages (75,76) lubrifie l'intérieur dudit cylindre (30), deux coussinets (29) dudit vilebrequin (24) et les deux tourillons (33,34) auxquels est articulée une bielle (32). 11. Tronçonneuse portable (10) selon la revendication 8, dans laquelle, lorsque ledit piston (31) se trouve dans la position de point mort inférieur, l'huile lubrifiante est poussée vers ledit réservoir (63) via une soupape monodirectionnelle (69).