Brevet FR2908483A1 — publié le 20080516

Appareil portatif L'invention concerne un appareil portatif comprenant un arbre d'entraînement pourvu d'un axe de rotation et entraîné par un moteur pour l'entraînement d'un outil 15 disposé dans l'appareil portatif, et comprenant un accouplement dans l'arbre d'entraînement. L'accouplement comporte un premier élément d'accouplement présentant plusieurs évidements axiaux qui sont disposés en décalage selon une symétrie de révolution et qui possèdent un axe 20 de symétrie qui est disposé sur un rayon et qui coupe l'axe de rotation, et un second élément d'accouplement présentant plusieurs cames axiales qui sont disposées en décalage selon une symétrie de révolution et qui possèdent un axe de symétrie de came, ainsi qu'un axe radial. Les 25 cames axiales du second élément d'accouplement peuvent être accouplées avec transmission de couple aux évidements axiaux du premier élément d'accouplement par l'intermédiaire d'une surface de contact. 30 Sur les appareils portatifs, comme par exemple les burineurs ou les marteaux perforateurs, un accouplement est prévu pour la désactivation et l'activation d'un mécanisme de percussion. Si, par exemple, il faut réaliser 1 2908483 2 avec un marteau perforateur un trou de forage en n'entraînant qu'en rotation l'outil serré dans l'appareil portatif, les éléments d'accouplement sont déplacés axialement l'un par rapport à l'autre par un mécanisme à 5 levier et la chaîne cinématique entre le moteur et le mécanisme de percussion est interrompue, de sorte que le moteur n'entraîne plus que l'entraînement en rotation de l'appareil portatif. Pour réactiver le mécanisme de percussion, on actionne de nouveau le mécanisme à levier, ce qui a pour effet d'accoupler les cames axiales aux évidements axiaux en transmettant le couple. Pour encliqueter les cames axiales dans les évidements axiaux pendant le processus de commutation, un certain jeu est nécessaire dans la direction de la force de rotation afin que les pièces ne se coincent pas. Un tel appareil portatif est connu par exemple du document US 3,430,709. L'inconvénient de la solution connue est que lors de l'activation du mécanisme de percussion la came axiale vient brusquement en contact avec une arête radialement extérieure de l'évidement axial. En général, il apparaît dans cette région un effet d'entaille accru, ce qui entraîne de nettes traces d'usure même après une courte durée d'utilisation de l'appareil. Cette usure peut entraîner une défaillance prématurée de l'accouplement et donc de l'appareil portatif. Le but de l'invention est de fournir un appareil portatif équipé d'un accouplement, ledit accouplement présentant une grande durée d'utilisation et le coût d'entretien de l'appareil portatif étant par conséquent réduit. 2908483 3 Selon l'invention, l'axe de symétrie de came de chaque came axiale est disposé avec le même écartement par rapport à l'axe de rotation dans une direction circonférentielle. 5 Étant donné que l'axe de symétrie de came de chaque came axiale est non congruent - c'est-à-dire non coïncidant et non coaxial - par rapport à un rayon s'étendant à partir de l'axe de rotation, la surface de contact entre 10 l'évidement axial du premier élément d'accouplement et la came axiale du second élément d'accouplement s'étend exclusivement sur une région radialement intérieure de l'évidement axial à l'état accouplé des éléments d'accouplement. De ce fait, la surface latérale de la came 15 axiale qui, à l'état accouplé de l'accouplement, transmet la force du second élément d'accouplement au premier élément d'accouplement est en contact avec la paroi de l'évidement axial à distance de la région radialement extérieure de ce dernier. Pour l'encliquetage des cames 20 axiales dans les évidements axiaux pendant le processus de commutation, un certain jeu est prévu dans la direction de la force de rotation afin que les pièces ne se coincent pas. A l'état quasiment neuf de l'accouplement, il se produit d'abord un contact sensiblement linéaire qui, avec 25 le temps, par suite de la pression sur la surface, se transforme en un contact plan. Étant donné que le matériau disponible du premier élément d'accouplement est plus abondant dans la région radialement intérieure que dans la région radialement extérieure de l'évidement axial, les 30 forces appliquées peuvent être absorbées de manière sûre. La durée d'utilisation et donc le nombre possible de cycles de commutation de l'accouplement sont nettement 2908483 4 plus élevés que sur les appareils portatifs équipés d'accouplements connus. De manière avantageuse, l'évidement axial possède une 5 hauteur orientée axialement, une longueur orientée radialement ainsi qu'une largeur orientée perpendiculairement à celles-ci, les portions de paroi d'évidement délimitant la largeur de l'évidement axial étant disposées parallèlement à l'axe de l'évidement. 10 Cette configuration de l'évidement axial garantit une application avantageuse des forces au premier élément d'accouplement. De manière avantageuse, la came axiale possède une hauteur 15 orientée axialement, une longueur ayant une orientation radialement intérieure à radialement extérieure ainsi qu'une largeur orientée perpendiculairement à celles-ci, les portions de paroi de came qui délimitent la largeur de la came axiale étant disposées parallèlement à l'axe 20 radial. Cette configuration non ronde de la came axiale garantit une application avantageuse des forces au premier élément d'accouplement comportant l'évidement axial. Par came axiale non ronde , il faut comprendre dans le présent contexte une came axiale qui ne présente pas une 25 configuration circulaire en section axiale. La came axiale présente en section axiale une configuration polygonale, le cas échéant avec des arêtes arrondies, ou ovale. L'axe de symétrie de came est de préférence décalé 30 parallèlement par rapport à un rayon partant de l'axe de rotation, le décalage étant prévu dans la direction circonférentielle, c'est-à-dire dans la direction de la force de rotation de l'arbre d'entraînement. Cet 5 10 15 25 30 2908483 5 agencement garantit que la surface de contact entre la came axiale et l'évidement axial se situe dans la région radialement intérieure de l'évidement axial à l'état accouplé des éléments d'accouplement. Selon une variante, l'axe de symétrie de came peut s'étendre en angle par rapport au rayon correspondant. L'axe de symétrie de came est de préférence décalé de 0,05 mm à 1 mm par rapport au rayon. Il est particulièrement avantageux que l'axe de symétrie de came de la came axiale soit décalé de 0,1 mm à 0,5 mm par rapport au rayon. L'invention sera exposée plus en détail ci-après à l'aide d'exemples de réalisation. Sont montrés sur : la figure 1 un appareil portatif vu de côté, représenté en coupe partielle ; 20 la figure 2 un second élément d'accouplement vu de dessus ; la figure 3 une coupe du second élément d'accouplement suivant la ligne III-III de la figure 2 ; la figure 4 une came axiale en représentation détaillée selon le détail IV de la figure 2 ; le figure 5 un premier élément d'accouplement vu de dessus ; la figure 6 une coupe du premier élément d'accouplement suivant la ligne VI-VI de la figure 5 ; 5 2908483 6 la figure 7 une représentation schématique d'une came axiale et d'un évidement axial à l'état accouplé. Sur toutes les figures, les mêmes pièces sont munies des mêmes références numériques. La figure 1 représente un marteau perforateur formant un 10 appareil portatif 11 avec mécanisme de percussion 21 qui comporte un raccord d'outil 15 pour un outil 20. L'appareil portatif 11 peut entraîner l'outil 20 en rotation et en percussion ou seulement en rotation. 15 Un arbre de sortie 12 du moteur 13 génère, par l'intermédiaire d'une première transmission 14, l'entraînement en rotation pour l'outil. L'arbre de sortie 12 du moteur 13 entraîne par l'intermédiaire d'une seconde transmission 16 un arbre d'entraînement 17 en deux 20 parties, qui possède un axe de rotation R et comporte un disque excentrique 18 avec un tourillon excentré 19. Sur le tourillon excentré 19 est prévue une bielle 22 qui est reliée par une autre extrémité à un piston excitateur 23 du mécanisme de percussion 21 pour entraîner celui-ci en 25 va-et-vient. Dans l'arbre d'entraînement 17 est prévu un accouplement 30 qui sert à désactiver et activer le mécanisme de percussion 21 et qui comporte un premier élément 30 d'accouplement 31 et un second élément d'accouplement 41. Le second élément d'accouplement 41 est déplaçable axialement au moyen d'un levier 26 à l'encontre de la force d'un ressort 27. 2908483 7 Le second élément d'accouplement 41 est représenté en détail sur les figures 2 à 4. Le second élément d'accouplement 41 comporte trois cames axiales 42 qui sont 5 disposées en décalage selon une symétrie de révolution autour d'un axe de rotation R de l'arbre d'entraînement 17, et donc de l'accouplement 30, et qui possèdent un axe de symétrie de came 44. De l'axe de rotation R s'étendent, avec une symétrie de révolution trigone, trois rayons 43 10 qui sont décalés de 120 les uns par rapport aux autres. L'axe de symétrie de came 44 est décalé parallèlement d'un décalage V de 0,2 mm par rapport au rayon 43 dans la direction de la force de rotation D de l'arbre d'entraînement 17, de sorte que l'axe de symétrie de came 15 44 de chaque came axiale 42 est disposé avec le même écartement par rapport à l'axe de rotation R dans une direction circonférentielle. L'axe de symétrie de came 44 et le rayon 43 correspondant s'étendent de façon non congruente l'un par rapport à l'autre. Les cames axiales 20 42 possèdent chacune une hauteur H orientée axialement, une longueur L orientée radialement ainsi qu'une largeur B orientée perpendiculairement à celles-ci, les portions de paroi de came 45 qui délimitent la largeur B de la came axiale étant disposées parallèlement à l'axe de symétrie 25 de came 44 et également, dans cet exemple, parallèlement au rayon 43. Les deux arêtes axiales en position radialement intérieure de chaque came axiale 42 sont arrondies. À une extrémité axiale 46, chaque came axiale 42 comporte par endroits une seconde surface en spirale 47 30 avec un pas de 1 mm à 5 mm, avantageusement de 2 mm. La ligne de transition 48 de la seconde surface en spirale 47 vers une surface d'extrémité 49 de l'extrémité axiale 46, laquelle s'étend radialement par rapport à l'axe de 2908483 8 rotation R, forme avec l'axe radial 43 un angle U de 2 à 10 , avantageusement de 5 . Les figures 5 et 6 représentent le premier élément 5 d'accouplement 31. Le premier élément d'accouplement 31 comporte trois évidements axiaux 32 qui sont disposés en décalage selon une symétrie de révolution autour d'un axe de rotation R de l'arbre d'entraînement 17 et donc de l'accouplement 30 et qui possèdent un axe de symétrie 33 10 qui est disposé sur un rayon et qui coupe l'axe de rotation R. Les axes de symétrie 33 sont décalés de 120 les uns par rapport aux autres. Les évidements axiaux 32 présentent chacun une profondeur T orientée axialement, une longueur M orientée radialement ainsi qu'une largeur C 15 orientée perpendiculairement à celles-ci, les portions de paroi d'évidement 35 délimitant la largeur C de l'évidement axial 32 étant disposées parallèlement à l'axe de symétrie 33. Le premier élément d'accouplement 31 comporte au voisinage de chacun des évidements axiaux 32, 20 sur une surface axiale 36, une première surface en spirale 37 qui s'étend à partir de l'axe de symétrie 33 sur un secteur angulaire W de 40 à 90 , avantageusement de 75 . La première surface en spirale 37 présente un pas de 1 mm à 5 mm, avantageusement de 2 mm. Le pas de la première 25 surface en spirale 37 du premier élément d'accouplement 31 correspond de préférence au pas de la seconde surface en spirale 47 de la came axiale 42 sur le second élément d'accouplement 41. La ligne de transition 38 de la première surface en spirale 37 vers un plan 39 de la 30 surface d'extrémité axiale 36 du premier élément d'accouplement 31, lequel est orienté radialement par rapport à l'axe de rotation R, est orientée radialement par rapport à l'axe de rotation R. 2908483 9 La figure 7 montre à l'aide d'un croquis schématique une came axiale 42 et un évidement axial 32 dans un état où l'accouplement 30 est accouplé et transmet un couple. 5 Comme cela est visible sur cette représentation, dans cet état de fonctionnement de l'accouplement 30, la surface de contact K s'étend exclusivement sur une région radialement intérieure de l'évidement axial 32 puisque l'axe de symétrie de came 44 est disposé de façon non congruente 10 par rapport au rayon 43 correspondant. L'interstice entre la came axiale 42 et l'évidement axial 32 s'agrandit de plus en plus en direction de la région radialement extérieure de l'évidement axial 32. 30 REVENDICATIONS 1. Appareil portatif comprenant un arbre d'entraînement (17) pourvu d'un axe de rotation (R) et entraîné par un moteur (13), pour l'entraînement d'un outil (20) disposé dans l'appareil portatif (11), et comprenant un accouplement (30) dans l'arbre d'entraînement (17), l'accouplement (30) comportant un premier élément d'accouplement (31) présentant plusieurs évidements axiaux (32) qui sont disposés en décalage selon une symétrie de révolution et qui possèdent un axe de symétrie (33) qui est disposé sur un rayon et qui coupe l'axe de rotation (R), et un second élément d'accouplement (41) présentant plusieurs cames axiales (42) qui sont disposées en décalage selon une symétrie de révolution et qui possèdent un axe de symétrie de came (44), les cames axiales (42) du second élément d'accouplement (41) pouvant être accouplées avec transmission de couple aux évidements axiaux (32) du premier élément d'accouplement (31) par l'intermédiaire d'une surface de contact (K), caractérisé en ce que l'axe de symétrie de came (44) de chaque came axiale (42) est disposé avec le même écartement par rapport à l'axe de rotation (R) dans une direction circonférentielle. 2. Appareil portatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de symétrie de came (44) est décalé parallèlement par rapport à un rayon (43). 3. Appareil portatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de symétrie de came (44) 2908483 11 est décalé de 0,05 mm à 1 mm par rapport au rayon (43). 4. Appareil portatif selon la revendication 3, 5 caractérisé en ce que l'axe de symétrie de came (44) est décalé de 0,1 mm à 0,5 mm par rapport au rayon (43).