Brevet FR2838075A1 — publié le 20031010

manchon (534). 1 2838075 L' invention concerne une machine de travail motorisée, guidée et man_uvrée à la main, comportant un carter pour un moteur, notamment un moteur thermique, entraînant un outil de travail de la machine de travail, et comportant également une poignce sur le carter du moteur, la poignée étant reliée au carter par l'intermédiaire d'un palier de support hydraulique. Des machines de travail guidées et man_uvrées à la main, qui comportent un moteur thermique, possèdent entre une poignée et un carter du moteur, pour découpler les vibrations de la poignée, des éléments antivibratiles qui peuvent être réalisés en caoutchouc ou être constitués de ressorts. Ces éléments antivibratiles permet t ent un bon amort i ssement dans de s pl ages de fréquences critiques d'une machine de travail motorisce, guidée et man_uvrée à la main, mais dans des plages de fréquences allant environ de 30 à 80 Hz, apparaissent toutefois des interférences des résonances du système de la machine de travail motorisée, guidée et man_uvrée à la main, et des vibrations du moteur, ce qui complique la réalisation d'un amortissement efficace des vibrations. Cela est notamment problématique dans le cas de machines de travail guidées et man_uvrées à la main, qui sont entraînces par moteur thermique, avec des vitesses de moteur variant fréquemment. De plus, les propriétés d'amortissement des caoutchoucs antivibratiles varient avec leur fonctionnement dans le temps, en raison du durcissement des éléments. Le document EP 0 165 341 A1 divulgue un marteau perforateur, dont la poignée s'appuie par l'intermédiaire dun amortisseur à symétrie de rotation, sur le carter du marteau perforateur. Avec cet amortisseur, il est possible d'amortir des fréquences basses et également des fréquences plus élevées, au 2 2838075 dessus de 200 Hz, mais il est impossible de réaliser une plage de fréquences de blocage large, dans laquelle l'amortisseur amortit les vibrations du moteur. Le but de l' invention consiste à indiquer un amortisseur pour une machine de travail motorisée, guidée et man_uvrée à la main, qui empêche le transfert des vibrations du moteur à la poignée de la machine de travail, dans une plage de fréquences de blocage pouvant être prescrite par construction. Ce but est atteint grâce à une machine de travail motorisée, guidée et man_uvrée à la main du type de celle mentionnée en introduction et caractérisée en ce que la machine de travail est une tronçonneuse à chaîne et en ce que des vibrations du moteur sont atténuées de manière élastique et amorties par le palier de support hydraulique, dans une plage de fréquences de blocage pouvant être prescrite par construction. Dans une tronçonneuse à chaîne, la poignée de la tronçonneuse est relice au carter de la tronçonneuse à chaîne, à l'aide d'un palier de support hydraulique. Par une configuration de construction du palier de support 2s hydraulique, il est possible de prédéfinir une plage de fréquences de blocage, qui amortit des fréquences sélectionnées, spécifiques à la machine. Lors du fonctionnement en service de la tronçonneuse à chaîne, il est ainsi possible d'éviter que des vibrations entravant le confort d'utilisation, parviennent à la poignée. La plage de fréquences de blocage du palier de support hydraulique est ici est égale ou plus grande que la plage de fréquences de résonance de la machine de travail guidée et man_uvrée à la main Il est ainsi possible de prendre en considération le fonctionnement variable en vitesse de rotation et en couple de la 3 2838075 tronçonneuse à chaîne, et notamment de réaliser une plage de fréquences d'environ 15 à 200 Hz. Il peut s'avérer avantageux de relier la poignce au carter du moteur, simultanément par l'intermédiaire d'éléments antivibratiles de construction différente, tels que par exemple des ressorts en acier et/ou des caoutchoucs antivibratiles et des paliers de support hydrauliques. Le palier de support hydraulique bloque ici avantageusement des fréquences d'excitation qui coïncident avec des résonances du système de la machine de travail guidée et man_uvrce à la main. Il peut également s'avérer avantageux de disposer plusieurs paliers de support hydrauliques, notamment dans un plan ou environ avec leurs axes parallèles les uns aux autres, sur la poignée ou sur des prolongements de la poignée, ce qui permet de répartir les charges dynamiques sur plusieurs paliers de support hydrauliques, tout en ayant ainsi la possibilité de leur conférer des dimensions diencombrement particulièrement faibles. Il peut s'avérer avantageux, notamment en fonction du comportement vibratoire et des résonances du système de la tronçonneuse à chaîne, damortir plusieurs fréquences de résonance de la tronçonneuse à chaîne, éloignées les unes des autres ou complémentaires de manière additive, par plusieurs paliers de support hydrauliques avec des plages de fréquences de blocage différentes. Les paliers de support hydrauliques sont de préférence d'une configuration en forme de cylindre ou en forme de plaque, dont l'étendue radiale est inférieure ou environ égale à la largeur locale de la poignée, à savoir du lieu o ils sont fixés à ladite poignée. De cette manière, il est possible de disposer des paliers de support hydrauliques de manière au moins partiellement 4 2838075 engagés dans des évidements de la poignée, ce qui les protège à l'encontre d' influences extérieures. Pour l'amortissement de vibrations de faible amplitude et de fréquence élevoe, il s'avère avantageux de réaliser le palier de support hydraulique sous forme de palier de support élastique avec une chambre de pression remplie de fluide, et une chambre de compensation reliée à la précédente sur le plan fluidique, la chambre de pression et la chambre de compensation étant délimitées au moins en partie par des parois élastiques. Entre la chambre de pression et la chambre de compensation est avantageusement disposée une plaque intermédiaire qui présente un canal de découplage agissant sur une membrane de découplage. La membrane de découplage produit un abaissement de l'amortissement et de la raideur dynamique du palier de support hydraulique pour des vibrations de fréquence élevée et de faible amplitude. A cette occasion, la membrane de découplage est déplacce ou déformée, sans que le fluide hydraulique s'écoule à travers un canal de compensation qui relie la chambre hydraulique à la chambre de compensation. Des manifestations de résonance, qui apparaissent dans 2s la masse de fluide présente dans le canal de découplage, produisent un abaissement de la raideur dynamique du palier de support hydraulique, ce qui entraîne une amélioration du comportement d'isolement pour les fréquences élevées, sans dégrader le comportement d'amortissement des fréquences basses. I1 s'avère ici avantageux de réaliser le canal de découplage avec des parois parallèles ou de lui conférer une forme sensiblement cylindrique, le rapport du diamètre à la longueur du canal de découplage devant être choisi de manière à être environ inférieur à 4, et 2838075 la plaque intermédiaire présentant de préférence plusieurs canaux de découplage de diamètres différents. Grâce à cette configuration géométrique de forme, on obtient un bon amortissement des fréquences élevées. L'amortissement du palier de support hydraulique pour les fréquences basses s'effectue par le mouvement de va et vient du fluide dans le canal de compensation entre la chambre de pression et la chambre de compensation avec une amplitude oscillant en phase avec le moteur. Cette amplitude est constituée de l' amplitude des mouvements du moteur multiplice par le rapport entre la section de refoulement des parois de délimitation et la section du canal de compensation. La valeur de la raideur dynamique du palier de support hydraulique est. dans le cas d'un fonctionnement du moteur à des fréquences basses, plus faible qu'à l'arrêt du moteur, ce qui permet aux paliers de support hydrauliques d'empêcher de manière exceptionnellement bonne, la transmission à la poignée d'éventuelles secousses du moteur au ralenti. En vue d' élargir le champ d' application du palier de support hydraulique, pour permettre son utilisation dans différentes séries et différents modèles de tronconneuses à chaîne, le palier de support hydraulique est de préférence conçu de façon telle, que l' angle de perte ou la raideur d'élasticité du palier de support hydraulique soit pratiquement uniforme et notamment linéaire dans une plage allant environ de 15 à 200 Hz, correspondant à la plage de fréquences de blocage du palier de support hydraulique. En vue d'obtenir que le palier de support hydraulique soit dans une large mesure indépendant de l' amplitude, il peut s' avérer avantageux de former dans la chambre de pression du palier de support hydraulique, une cavité fermée en soi et remplie de gaz compressible. La cavité avec le gaz compressible 6 2838075 peut être formée par un élément additionnel séparé, notamment réalisce par une pièce remplie de gaz avec une enveloppe de préférence en un élastomère ou en un caoutchouc. Pour les faibles amplitudes, l'élément s additionnel présente un comportement élastique souple, et pour des amplitudes importantes, le comportement est plus rigide, suite à une diminution de volume. L'augmentation de la raideur de l'élément additionnel conduit à nouveau à une raideur progressive correspondante du volume de la chambre de pression elle même, ce qui fait que la fréquence propre du palier de support hydraulique reste dans une large mesure constante pour des amplitudes différentes, de préférence sur la plage d'amplitude du moteur. Dans la suite, des exemples de réalisation de l'invention sont décrites en détail quant à toutes leurs caractéristiques, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une vue de côté schématique d'une tronconneuse à chaîne, avec des paliers de support hydrauliques, Fig. 2 un diagramme de la raideur d'élasticité et 2s de l'angle de perte dun palier de support hydraulique, sous forme de courbe en fonction de la fréquence, Fig. 3 un diagramme de la fonction d'excitation et de la fonction de réponse d'un palier de support hydraulique, sous forme de courbe en fonction du temps, Fig. 4 une coupe longitudinale d'un exemple de réalisation d'un palier de support hydraulique, 7 2838075 Fig. 5 une section transversale d'un exemple de réalisation d'une capsule hydraulique. Sur la figure 1 est montrée, selon une vue de côté schématique, une tronçonneuse à chaîne 7 en tant que machine de travail 1 motorisée, guidée et man_uvrée à la main. Dans un carter 2 de la tronçonneuse à chaîne 7, est disposé un moteur 3, dans l'exemple de réalisation montré, un moteur thermique 4 notamment réalisé sous la forme dun moteur à deux temps, qui sert à l'entraînement d'un outil de travail non représenté. L'outil de travail est constitué par une chaîne de scie qui est en révolution sur un guide-chaîne. Le moteur thermique est notamment un moteur thermique 1S monocylindre. Le côté longitudinal 29 de la tronçonneuse à chaîne montré en w e de face, présente un couvercle de roue à chaîne 30 à l' aide duquel une extrémité de serrage du guide-chaîne doit être serrée et bloquée sur le carter 2. La tronçonneuse à chaîne 7 comporte une poignée arrière 5, qui porte des éléments de commande pour la tronçonneuse à chaîne. La poignée 5 fait saillie de la partie arrière du carter 2, environ dans le plan médian 2s longitudinal 32 de la tronçonneuse à chaîne 7. Au niveau de son tronçon d'extrémité avant 33, dirigé vers le moteur 3, la poignée 5 est reliée au carter 2 par l'intermédiaire de deux éléments antivibratiles 34. Le tronçon d'extrémité avant 33 s' engage au moins partiellement sous le carter 2. Les éléments ant ivibratiles 34 peuvent être des pal iers de support hydrauliques 6, des caoutchoucs antivibratiles 8, ou des ressorts 9 en acier, au moins un élément antivibratile 34 étant un palier de support hydraulique 6 dans l'exemple de réalisation montré. Angulairement par rapport à la poignée 5, il est pré w un étrier de 8 2838075 préhension supérieur 31, qui est relié à la poignce 5 dans la zone de son tronçon d'extrémité avant 33, ou est réalisé d'un seul tenant avec la poignce 5. L'étrier de préhension 31 surmonte le carter 2 à distance. L'étrier de préhension 31 est relié au carter 2, par l'intermédiaire dau moins un autre élément antivibratile 34. En fonction de caractéristiques de construction de la tronçonneuse à chaîne et en fonction de son utilisation, il apparaît sur le carter 2, différentes fréquences d' excitation. Au moins en des points du carter 2, o apparaissent des fréquences d' excitation significatives, il est prévu un palier de support hydraulique 6 pour l'accrochage de la poignée 5 au carter 2. De la même manière, le tronçon dextrémité avant 33 et l'étrier de préhension 31 peuvent être fixés au moteur 3 ou au carter 2, à l'aide d'un palier de support hydraulique 6. Le palier de support hydraulique 6 est dimensionné, par des mesures de construction appropriées et par le choix des matériaux, notamment la dureté Shore de ses éléments élastiques ou corps élastiques 25 en élastomère (voir figures 4 et 5), de façon à concrétiser une plage de fréquences de blocage qui couvre les fréquences d'excitation de la tronçonneuse à chaîne 7. La plage de fréquences de blocage du palier de support hydraulique 6 est de préférence égale à ou plus grande que la plage de fréquences de résonance de la tronçonneuse à chaîne, et se situe pour un mode de réalisation préféré du palier de support hydraulique, environ dans une plage de 15 à Hz. Sur le diagramme de la figure 2, sont reportés l'angle de pertes et la raideur dynamique en fonction de la fréquence. Il est net que le palier de support hydraulique présente, dans la plage de fréquences 9 2838075 montrée, un comportement pratiquement linéaire et se comporte de manière identique quant à sa caractéristique d'élasticité et d'amortissement. Il peut s'avérer utile, de relier l'ensemble du carter 2 ou le moteur 3 à la poignée 5 et/ou à l'étrier de préhension 31, à l' aide de paliers de support hydrauliques 6. Les paliers de support hydrauliques 6 peuvent également présenter des plages de fréquences de blocage différentes, pouvant être prescrites par construction. En raison de leur comportement d'amortissement aisément réglable, il est possible de disposer les paliers de support hydrauliques, dans des positions favorables sur le plan de la construction, sur la tronçonneuse à chaîne 7, sans être obligé de tenir compte des vibrations apparaissant à l'endroit de fixation respectivement considéré sur la tronconneuse à chaîne 7. Comme le montre la figure 1, il peut s'avérer utile de disposer les paliers de support hydrauliques 6 dans un plan et/ou au moins de manière à ce que leurs axes soient parallèles, sur la poignée 5 ou l'étrier de préhension 31, les paliers de support hydrauliques 6 pouvant sengager dans des évidements 12 de la poignée 5 ou respectivement de l'étrier de préhension 31. Les paliers de support hydrauliques sont ainsi protégés, au moins partiellement, à l'encontre d' influences extérieures préjudiciables. A cet effet, le palier de support hydraulique 6 présente une étendue radiale 10 qui est inférieure ou environ égale à la largeur locale 11 de la poignée 5 ou de l'étrier de préhension 31, au niveau du lieu d' implantation du palier de support hydraulique 6. La figure 3 montre sur un diagramme, la fonction 2838075 d' excitation 35 et la fonction de réponse 36 d'un palier de support hydraulique, reportées en fonction du temps. Grâce à l'utilisation de paliers de support hydrauliques, il se produit une atténuation et un retard de phase du maximum d'amplitude et du maximum d'accélération de la fonction de réponse 36 par rapport à la fonction d'excitation 35, ainsi qu'un amortissement. Grâce à l'amortissement obtenu, on obtient une diminution de la sollicitàtion vibratoire de la poignée de la tronconneuse à chaîne. Comme le montre la figure 4 dans une coupe longitudinale d' un exemple de réalisation d' un palier de support hydraulique, le palier de support hydraulique est de préférence réalisé en tant que palier de support élastique de forme cylindrique. Le palier de support hydraulique 6 comporte une chambre de pression 13 remplie de fluide et une chambre de compensation 14 remplie de fluide, la chambre de compensation 14 et la chambre de pression 13 étant délimitées en partie par des parois élastiques, qui forment des corps élastiques 25. La chambre de pression 13 et la chambre de compensation 14 sont reliées l'une à l'autre sur le plan fluidique, par un canal de compensation 27. La chambre de compensation 14 est délimitée, sur son côté éloigné de la chambre de pression 13, par une membrane 37 présentant une élasticité du caoutchouc. Le corps élastique 25 est pourw au centre, d'une broche de fixation ou boulon 38 pour fixer le palier de support hydraulique au moteur. Sur le côté opposé du palier de support hydraulique est pré w un carter 39 avec un autre élément de fixation pour la fixation à la poignée ou à l'étrier de poignée. Dans une plaque intermédiaire 15 entre la chambre de pression 13 et la chambre de compensation 14, est logée une membrane de découplage 17. La membrane de découplage 17 sert à découpler des 11 2838075 vibrations de faible amplitude. Le canal de compensation 27 produit un amortissement de vibrations de fréquence basse avec un forte amplitude. La plaque intermédiaire est réalisée en deux parties et présente une partie supérieure 40 ainsi qu'une partie inférieure 41. Entre les deux est disposoe la membrane de découplage 17. Dans la partie supérieure 40 sont disposés un ou plusieurs canaux de découplage 16 de forme cylindrique avec un diamètre 18 identique ou différent. Un canal de découplage 16' est placé dans la partie inférieure 41. Le canal de découplage 16 conduit de la membrane de découplage 17 à la chambre de pression 13, tandis que le canal de découplage 16' conduit de la membrane de découplage 17 à la chambre de compensation 14. Avantageusement, au moins un canal de découplage 16 est d'une configuration telle, que son rapport du diamètre à la longueur soit inférieur à quatre. Par cette configuration géométrique, on obtient un bon amortissement des fréquences élevées. Dans le cas d'une sollicitation du palier de support hydraulique par des fréquences élevées, le fluide dans la chambre de pression 13 pousse sur la membrane de découplage 17 qui est ainsi déplacée, ce qui produit un écoulement à travers le canal ou les canaux de découplage 16, 16'. En fonction de la configuration géométrique du canal de découplage 16, il se produit, pour des vibrations de fréquence élevée et de faible amplitude, des manifestations de résonance de la colonne de fluide se trouvant dans le canal ou les canaux de découplage, avec la raideur de volume du corps élastique. La fréquence de blocage du palier de support hydraulique peut être définie par construction, grâce aux dimensions et à la forme des canaux de découplage 16, 16', et être adaptée à chaque tronconneuse à chaîne considérée. Les manifestations de résonance conduisent à un abaissement de la raideur dynamique et à une amélioration de 12 2838075 l' isolation aux fréquences élevées. Dans le cas de vibrations de forte amplitude, l' action des canaux de découplage 16, 16' est réduite. La s membrane de découplage 17 est à cette occasion amenée en appui sur les orifices des canaux de découplage 16, 16', de sorte que le fluide s'écoule de la chambre de pression 13 vers la chambre de compensation 14 et inversement, par l'intermédiaire du canal de compensation 27. En vue de rendre le palier de support hydraulique indépendant de l'amplitude, il peut s'avérer utile de disposer dans la chambre de pression 13 du palier de support hydraulique 6, une cavité 20 fermée en soi et remplie d'un gaz compressible. La cavité est de préférence formoe par un élément additionnel 21. L'élément additionnel est réalisé en tant que pièce remplie de gaz avec une enveloppe 22 de prétérence en un élastomère ou en un caoutchouc. En cas de faibles amplitudes agissant sur l'élément additionnel 21, cet élément additionnel 21 réagit d'une manière élastique souple, tandis qu'il se rigidifie dans le cas d'amplitudes importantes, en raison de sa diminution de 2s volume. L'augmentation de la raideur de volume de la chambre de pression 13 dans le cas d' amplitudes importantes, est produite ainsi. La fréquence propre du palier de support hydraulique 6 reste, grâce à cette mesure de construction, largement constante pour des amplitudes différentes. Pour permettre un amortissement autour des trois axes d'un palier de support hydraulique, dans des plages pouvant être prescrites individuellement, il peut s'avérer avantageux de réaliser le palier de support hydraulique 6 en tant que capeule ou coussinet 13 2838075 hydraulique 23. La figure 5 montre, dans une coupe d'une capsule hydraulique 23, que celle-ci est formée essentiellement S d'un corps de support extérieur 24 de forme cylindrique, réalisé de préférence en un matériau métallique. De manière centrale dans le corps de support extérieur 24, est disposé un corps de support intérieur 26 qui s'appuie sur un corps élastique 25. Le corps élastique 25 délimite dans le corps de support extérieur 24, une chambre de pression 13 et une chambre de compensation 14, les chambres 13, 14 étant en communication par l'intermédiaire d'un canal de compensation 27. Les chambres sont remplies d'un fluide incompressible. Dans la chambre de pression 13 est disposé un insert 28, cet insert 28 présentant une forme telle, que dans la chambre de pression 13 soient formées trois chambres partielles 13', 13'', 13''', qui sont relices les unes aux autres sur le plan des écoulements de fluide. Dans la capsule hydraulique 23 on produit un abaissement de la raideur dynamique par le fait que des parts de masses de fluide entrent en résonance avec des zones du corps élastique 25 et vibrent de manière déphasée par rapport à l'excitation. Cet effet se développe dans les trois 2s axes de la capsule hydraulique. REVENDI CATI ONS 1. Machine de travail motorisée guidée et man_uvrée à la main, comportant un carter (2) pour un moteur (3), notamment un moteur thermique (4), entraînant un outil s de travail de la machine de travail (1), et comportant également une poignée (5) sur le carter (2) du moteur (3), la poignée (5) étant reliée au carter (2) par l'intermédiaire d'un palier de support hydraulique (6), caractérisée en ce que la machine de travail (1) est une tronçonneuse à chaîne (7) et en ce que des vibrations du moteur (3) sont atténuées de manière élastique et amorties par le palier de support hydraulique (6), dans une plage de fréquences de blocage pouvant être prescrite par construction. 2. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plage de fréquences de blocage du palier de support hydraulique (6) est égale à ou plus grande que la plage de fréquences de résonance de la machine de travail (1) guidée et man_uvrce à la main. 3. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la plage de fréquences de blocage du palier de support hydraulique (6) se situe environ entre 15 et Hz, l' angle de perte (19) ou la raideur d'élasticité du palier de support hydraulique (6) étant notamment environ uniforme, de préférence dans une plage allant environ de 15 à 200 Hz. 4. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la poignée (5) est relise au carter (2) du moteur 2838075 (3) par l'intermédiaire d'un palier de support hydraulique (6) et d'un caoutchouc antivibratile (8) ou d'un ressort en acier (9). s 5. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que plusieurs paliers de support hydrauliques (6) sont disposés environ dans un plan, avec leurs axes parallèles, sur la poignée (5), les paliers de support hydrauliques présentant de préférence des plages de fréquences de blocage différentes. 6. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce 1S que le palier de support hydraulique (6) présente une étendue radiale (10) qui est inférieure ou environ égale à la largeur (11) de la poignée (5). 7. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le palier de support hydraulique (6) s' engage au moins partiellement dans un évidement (12) de la poignée (5). 2s 8. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le palier de support hydraulique (6) est un palier de support élastique avec une chambre de pression (13) remplie de fluide, et une chambre de compensation (14) reliée à la précédente sur le plan fluidique, la chambre de pression (13) et la chambre de compensation (14) étant délimitées au moins en partie par des parois élastiques, et une plaque intermédiaire (15) avec un canal de découplage (16) et une membrane de découplage (17) étant disposée entre la chambre de pression (13) et la chambre de compensation (14). - 16 2838075 9. Machine de travail guidée et man_uvrce à la main, selon la revendication 8, caractérisée en ce que le canal de découplage (16) est dune configuration sensiblement cylindrique, et le rapport du diamètre à la longueur du canal de découplage est inférieur à 4, la plaque intermédiaire (15) présentant de préférence plusieurs canaux de découplage (16, 16) de diamètres (18) différents. 10. Machine de travail guidée et man_uvrée à la main, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que dans la chambre de pression (13) du palier de support hydraulique (6) est formée une cavité (20) fermée en soi et remplie de gaz compressible, et en ce que le volume de la cavité (20) est dimensionné de façon telle, que la fréquence propre du palier de support hydraulique (6) soit environ constante sur la plage d'amplitude du moteur (3), la cavité (20) étant de préférence formée par un élément additionnel (21) séparé, et l'élément additionnel (21) étant notamment une pièce remplie de gaz avec une enveloppe (22) de