Brevet FR2868977A1 — publié le 20051021

Domaine de l'invention La présente invention concerne un mécanisme de percussion pour une machine électroportative notamment pour une perceuse et/ou un perforateur servant à transmettre des impulsions de percussion à une unité de percussion comportant un outil. L'invention concerne également un outil électroportatif notamment perceuse et/ou perforateur comportant un mécanisme de percussion pour transmettre des impulsions de percussion à une unité de percussion équipée d'un outil. io Etat de la technique Il est déjà connu d'intégrer un mécanisme de percussion de frappe dans un outil électroportatif et cela notamment dans une perceuse et/ou un perforateur. De tels mécanismes de percussion ou de frappe sont destinés à transmettre des impulsions de frappe ou de percussion à une unité de percussion munie d'un outil; les impulsions de percussion sont orientées dans la direction de travail pour transmettre des chocs à la pièce par l'intermédiaire de l'outil. La perceuse et/ou le perforateur comportent fréquemment des mécanismes de frappe ou de percussion pneumatiques alors que les perceuses à percussion comportent des mécanismes d'encliquetage comportant des disques à crans. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un mécanisme de frappe facilitant à l'utilisateur de dégager un outil coincé. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour point de départ un mécanisme de frappe d'un outillage électroportatif notamment d'une perceuse et/ou d'un perforateur prévu pour transmettre les impulsions de frappe à une unité de frappe comportant un outil. L'expression prévu signifie dans ce contexte conçu ou équipé . Le mécanisme de frappe peut comporter un élément de canmutation pour commuter le mécanisme de frappe entre des modes de fonctionnement avec des directions différentes pour les impulsions de frappe ou pour n'autoriser qu'une direction pour les impulsions de frappe. L'alignement des impulsions de frappe est dit opposé à la direction de tra- vail si cet alignement ou direction comporte au moins une composante opposée à la direction de travail. A cet effet l'invention concerne un mécanisme de frappe du type défini cidessus caractérisé en ce que les impulsions de percussion sont dirigées dans la direction opposée à la direction de travail de l'outil. L'invention permet ainsi avantageusement d'aider l'utilisateur à desserrer l'outil coincé dans une pièce. De façon particulièrement avantageuse, l'invention s'applique à des perceuses et/ou des perforateurs, notamment pour percer des pièces en béton humide ou en maçonnerie car pour de telles applications, le foret et/ou le ciseau se coincent facilement. Les impulsions de frappe exercées par le mécanisme de frappe dans la direction opposée à la direction de travail permettent de desserrer avantageusement le blocage. Des avantages analogues s'obtiennent lorsqu'on utilise l'invention pour desserrer des outils collés à une pièce. D'une manière particulièrement simple à réaliser, le mécanisme de frappe peut comporter au moins deux organes d'encliquetage mobiles l'un par rapport à l'autre, ce qui permet un fonctionnement conti- nu dans le cas d'organes d'encliquetage en forme de disques à crans. On obtient avantageusement une fréquence élevée, une protection contre le grippage pour les impulsions de frappe si les disques d'encliquetage comportent chacun au moins trois crans. On obtient des impulsions de percussion ou de frappe par-20 ticulièrement intenses si les organes d'encliquetage ont un profil en dent de scie dans au moins une direction. On évite l'utilisation d'un mécanisme à ressort, distinct pour générer les impulsions de frappe si ces impulsions sont dérivées de la force d'utilisation appliquée par un opérateur. En outre l'opérateur peut avantageusement doser l'intensité des impulsions de frappe. Le mécanisme de frappe peut se mettre en précontrainte contre la force exercée par l'opérateur. La libération brusque de la précontrainte permet d'obtenir que les masses par lesquelles l'opérateur exerce la force de traction par exemple le poids de l'opérateur agissant en traction, s'accélère et soit reçu par un élément de frappe. Le mécanisme de frappe est utilisé d'une façon particulièrement précise si le mécanisme comporte un élément à ressort générant un seuil pour la force de traction. Le mécanisme de frappe peut être activé avantageusement si la force de traction est supérieure au seuil de force de traction alors que le mécanisme est neutralisé en dessous de ce seuil. On peut également envisager des formes de réalisation dans lesquelles le mécanisme de frappe comporte un dispositif de commutation indépendant de la force de traction pour activer et/ou neutraliser le mécanisme de frappe. Un élément à ressort particulièrement économique est réalisé en tôle à ressort. Si le mécanisme de frappe présente au moins deux configurations stables qui peuvent passer élastiquement l'une dans l'autre au moins pour l'essentiel, on peut associer des modes de fonctionnement chaque fois à une configuration stable et passer sûrement de l'une à l'autre et y rester. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 10 détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un détail d'une machine outil à main ou outillage portatif à deux mécanismes de frappe, - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques du fonctionnement du se- 15 cond mécanisme de frappe de la figure 1, la figure 5 est une vue schématique d'un mécanisme de frappe d'une variante d'outillage électroportatif avec une fonction de percussion et coupure du mouvement de rotation, la figure 6 montre une autre variante de machine outil à main munie d'un élément à ressort bistable dans une première configuration, et - la figure 7 montre l'outillage électroportatif de la figure 6 dans une seconde configuration. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un extrait d'un outillage électroportatif 10 en forme de perceuse équipée de deux mécanismes de frappe ou de percussion. Le premier mécanisme de percussion est un mécanisme de percussion mécanique connu, comportant un marteau 26 mobile dans un tube 24 et transmettant pour un mouvement dirigé axialement dans la direction de travail 16, une impulsion de percussion ou de frappe à un percuteur 28; également mobile axialement dans le tube 24. Le percuteur 28 transmet l'impulsion de percussion dans la direction de travail 16 comme onde de choc à l'outil 12. L'outil 12 est monté de manière mobile axialement entre certaines limites dans le tube de percussion 24; les limites de la course sont définies par la longueur de la cavité axiale réalisée dans la queue de l'outil 12 et dans laquelle pénètre une bille d'encliquetage ou d'arrêt 30. La bille d'encliquetage 30 pénètre en même temps dans une cavité longitudi- nale du tube 24; en l'absence d'efforts appliqués, cette bille est poussée via une languette de retenue 32 par un ressort 34 en direction du bord avant 36 de la cavité du tube à marteau 24. Un organe de fixation 38 de forme annulaire évite que la bille d'encliquetage 30 ne s'échappe dans la direction radiale. L'opérateur peut coulisser l'organe de fixation 38 par l'élément d'actionnement 40 en forme de manchon relié à cet organe 38 dans la direction opposée à la direction de travail 16 et contre la force développée par le ressort 34; la bille d'encliquetage 30 peut ainsi se dégager radialement permettant d'enlever ou d'échanger l'outil 12. En plus de la bille d'encliquetage 30, l'outil 12 comporte d'autres éléments d'entraînement en rotation notamment des rainures dans lesquelles pénètrent des éléments complémentaires du tube à marteau 24. Le tube 24 est tourné en continu autour de son axe longitudinal par un moteur non représenté pendant le fonctionnement de l'outillage 10; en tournant il communique un mouvement de rotation 44 à l'outil 12 par l'intermédiaire des éléments d'entraînement en rotation. Ce mouvement de rotation est combiné aux mouvements axiaux en forme de chocs générés par le premier mécanisme de percussion dans la direction de travail 16. Le second mécanisme de frappe selon l'invention est un mécanisme de frappe dirigé vers l'arrière et ce mécanisme comporte deux or- ganes d'encliquetage 18, 20 réalisés par des disques d'encliquetage avec un profil de dent de scie périphérique. Le premier organe d'encliquetage 18 est relié solidairement au tube à marteau 24 et il est fixé dans la direction axiale par deux anneaux élastiques sur le tube à marteau 24. Le tube 24 lui-même peut coulisser dans la direction axiale 16 et monter à rotation autour de l'axe de l'outil dans un boîtier 42 de la machine électroportative 10. Le second organe d'encliquetage 20 qui entoure le tube à marteau 24 est relié solidairement au boîtier 42 et en position de repos du tube à marteau 24, il est écarté d'environ 1 cm du premier organe d'encliquetage 18 de sorte que les profils en dent de scie des organes d'encliquetage 18, 20 ne s'interpénètrent pas lorsque le tube marteau 24 est en position de repos. Le second organe d'encliquetage 20 est de forme annulaire et son diamètre intérieur est supérieur d'environ 2 mm au dia-mètre extérieur du tube à marteau 24. Lorsque l'outil 12 travaille difficilement dans une pièce ou est bloqué axialement mais peut continuer de tourner, l'opérateur peut exercer une force de traction F sur le boîtier 42. De ce fait l'outil 12 cou-lisse tout d'abord dans le tube à marteau 24 dans la direction de travail 16 jusqu'à ce que la bille d'encliquetage 30 vienne en appui contre le bord 60 de la cavité de la queue de l'outil, à l'opposé de la direction de travail 16 et exerce une réaction dans la direction de travail 16 compensant la force de traction exercée par l'utilisateur, cette réaction étant transmise par le bord 36 de la cavité du tube 24 à ce tube. Le tube à marteau 24 est dévié par la force de traction F ou la réaction appliquée à la pièce par le grippage de l'outil 18, dans la direction de travail 16 vers sa position de repos. Si la force de traction dépasse un seuil correspondant par exemple à 1ON, les profils en dent de scie des organes d'encliquetage 18, 20 viennent en prise. Les figures 2 - 4 montrent schématiquement le fonctionne-ment du second mécanisme de frappe réalisé comme mécanisme de frappe à encliquetage en marche arrière. Lorsque l'opérateur exerce une force de traction F supérieure à 10N sur la machine 10, dans une première confi- guration représentée à la figure 2, les organes d'encliquetage 18, 20 en- grènent par leur profil en dent de scie. Du fait du mouvement de rotation 44, les flancs plats des profils en dent de scie des organes d'encliquetage 18, 20 glissent l'un au-dessus de l'autre et tirent l'outillage à main 10 dans la direction de travail 16 alors que la distance entre le tube à marteau 24 et la pièce reste pratiquement inchangée du fait du blocage de l'outil 12 (figure 3). Lorsqu'on arrive à l'extrémité des flancs plats des profils en dent de scie des organes d'encliquetage 18, 20, les organes d'encliquetage 18, 20 s'engagent de nouveau et l'outillage électroportatif 10, de même que le bras de l'opérateur qui s'applique à l'outillage électroportatif 10, seront accélérés par la force de traction F contre la direction de travail 16 (figure 3). A la fin du mouvement d'encliquetage, les flancs plats des profils en dent de scie des organes d'encliquetage 18, 20 se rencontrent et l'impulsion produite par l'accélération est transmise comme impulsion de frappe dirigée dans la direction opposée à la direction de travail 16 par l'organe d'encliquetage 18 fixé au tube marteau 24 sur une unité de percussion 14 comprenant le tube à marteau 24 et l'outil 12. Comme l'outil est coincé dans la pièce 12, il en résulte un choc qui peut détacher l'outil bloqué. Les figures 5 et 6 montrent les variantes de réalisation de l'invention. Pour ces figures on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes composants. La description se limitera principalement aux différences par rapport à l'exemple de réalisation des figures 1 à 4 et pour les caractéristiques identiques, on se reportera à la description de l'exemple de réalisation des figures 1 à 4. L'exemple de réalisation de la figure 5 montre un outillage électroportatif en forme de perceuse et de perforatrice avec un mécanisme de frappe réalisé comme mécanisme d'encliquetage arrière. L'outillage électroportatif non représenté de manière détaillée comporte un pignon droit d'entraînement 46 entourant un tube à marteau 24 de l'outillage et ce pignon est monté à rotation sur le tube à marteau 24. Le tube à marteau 24 comporte une bague élastique 48 pour bloquer axialement le pi- gnon droit d'entraînement 46 dans la direction de travail 16 et une déformation périphérique 50 dans la direction opposée. Le pignon denté droit d'entraînement 46 est muni d'une denture en dent de scie dirigée dans la direction de travail 16. Cette denture fait corps avec le pignon denté droit 46 en constituant un organe d'encliquetage 18 en forme de disque à crans. Un second organe d'encliquetage 20 est relié solidairement au boîtier de la machine non dé- taillée, comme dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4. Du côté op-posé à celui des organes d'encliquetage 18, dans la direction opposée à la direction de travail 16, le pignon droit d'entraînement 46 comporte plu- sieurs becs d'entraînement en rotation 52 qui peuvent pénétrer dans des becs correspondants d'un organe d'entraînement en rotation 54, annulaire. La périphérie extérieure du pignon droit d'entraînement 46 comporte en outre une denture dans laquelle peut pénétrer un pignon denté non représenté relié au moteur de l'outillage et mettant le pignon droit d'entraînement 46 en rotation 44. L'élément d'entraînement en rotation 54 peut être coulissé axialement par l'opérateur de la machine 10, cet élément étant guidé par les rails de guidage 56, 56' formés sur le tube à marteau 24 dans la direc- tion axiale. Dans une première position, les becs d'entraînement en rota- tion 52, 52' entraînent le pignon droit d'entraînement 46 dans des becs correspondants de l'élément d'entraînement en rotation 54 ce qui n'est pas le cas lorsque l'élément d'entraînement en rotation 54 occupe une seconde position. Dans la première position associée au mode percussion, le mouvement de rotation 44 du pignon droit d'entraînement 46 est transmis par les becs d'entraînement en rotation 52, 52' à l'élément d'entraînement en rotation 54 et à partir de celui-ci aux rails de guidage 56, 56' et au tube à marteau 24; le tube tourne alors avec le pignon droit d'entraînement 46. Dans la seconde position associée au mode ciseau, les becs d'entraînement en rotation 52, 52' ne sont pas en prise avec des becs correspondants de l'élément d'entraînement en rotation 54, si bien que le tube à marteau 24 reste fixe et ne tourne pas. L'exemple de réalisation présenté aux figures 6 et 7 con- cerne un élément à ressort 22 définissant la position de repos du tube marteau 24. L'outillage électroportatif 10 comprend le tube à marteau 24 muni de deux éléments d'appui 58, 58' en forme de disque annulaire reliés rigidement au tube à marteau 24. Le bord intérieur de l'élément à ressort 22, bistable, en forme de rondelle annulaire, se trouve entre les éléments d'appui 58, 58' ; le diamètre intérieur de cet élément à ressort est réduit d'environ 2 mm par rapport au diamètre extérieur des éléments d'appui 58, 58'. L'élément à ressort bistable 22 forme un mécanisme à ressort et il est relié au boîtier 42 de l'outillage électroportatif 10; dans sa première configuration (figure 6) pour laquelle le mécanisme de percussion est neutralisé, le ressort est bombé dans une direction opposée à la direction de travail 16. Lorsqu'un opérateur exerce une force de traction F sur le boîtier 42, l'outil 12 étant coincé, cette force est transmise par l'élément d'appui 58 à l'élément à ressort 22 bistable dont la courbure bascule lors- 2o qu'on atteint un seuil d'environ 10N. Ainsi l'élément à ressort 22 est commuté d'une manière essentiellement élastique dans sa seconde configuration dans laquelle les éléments d'encliquetage 18, 20 du mécanisme de frappe formés par des disques d'encliquetage peuvent venir en prise et fonctionner comme des mécanismes de percussion à encliquetage, fonctionnant en sens inverse. Lorsque l'opérateur exerce une poussée dans la direction de travail 18 alors que l'outillage 10 occupe sa seconde configuration, cette force de poussée se transmet par l'élément d'appui 58 à l'élément à ressort bistable 22 et lorsqu'on dépasse le seuil, cet élément à ressort bistable 22 bascule dans l'autre configuration ce qui neutralise le mécanisme de frappe. NOMENCLATURE Outil électroportatif 12 Outil 14 Unité de percussion 16 Direction de travail 18 Organe d'encliquetage 20 Organe d'encliquetage 22 Elément à ressort 24 Tube de frappe 26 Marteau 28 Percuteur Bille d'encliquetage 32 Languette de fixation 15 34 Ressort 36 Bord 38 Organe de fixation Elément d'actionnement 42 Boîtier 44 Mouvement de rotation 46 Pignon droit d'entraînement 48 Bague élastique Déformation 52 Bec d'entraînement en rotation 54 Elément d'entraînement en rotation 56 Rail de guidage 58 Elément d'appui Bord F Force de traction 2868977 9 REVENDICATIONS 1 ) Mécanisme de percussion pour une machine électroportative (10) notamment pour une perceuse et/ou un perforateur servant à transmettre des impulsions de percussion à une unité de percussion (14) comportant un outil (12), caractérisé en ce que les impulsions de percussion sont dirigées dans la direction opposée à la direction de travail (16) de l'outil (12). 2 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 1, caractérisé par au moins deux organes d'encliquetage (18, 20) mobiles l'un par rapport à l'autre. 3 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'encliquetage (18, 20) sont des disques à crans. 4 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 3, 20 caractérisé en ce que les organes d'encliquetage (18, 20) comportent au moins trois crans. 5 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'encliquetage (18, 20) ont un profil de dent de scie dans au moins une direction. 6 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions de percussion sont déduites d'une force de manoeuvre (F). 7 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 1, caractérisé par un élément à ressort (22) pour générer un seuil de force de traction. 8 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément à ressort (22) est une tôle élastique. 2868977 lo 9 ) Mécanisme de percussion selon la revendication 1, caractérisé par au moins deux configurations qui se rejoignent l'une l'autre au moins d'une manière essentiellement élastique. 10 ) Outil électroportatif (10) notamment perceuse et/ou perforateur comportant un mécanisme de percussion pour transmettre des impulsions de percussion à une unité de percussion (14) équipée d'un outil (12), caractérisé en ce que lo les impulsions de percussion sont opposées à la direction de travail (16) de l'outil (12).