Brevet FR2912947A1 — publié le 20080829

Scie à chaîne électrique à refroidissement statique et procédé mis en oeuvre pour obtenir ce refroidissement. La présente invention concerne une scie à chaîne électrique à refroidissement statique ; elle vise aussi le procédé mis en oeuvre pour réaliser ce 5 refroidissement statique. Plus précisément, l'invention s'applique aux scies à chaîne dans lesquelles l'entraînement de la chaîne de coupe est réalisé par un moteur électrique. L'entraînement de la chaîne de coupe des scies à chaîne électriques connues est réalisé au moyen de moteurs électriques à faible rendement, de sorte 10 que 50 % environ de la puissance délivrée par le moteur est à dissiper, pour éviter les effets d'une surchauffe, du fait des pertes thermiques importantes générées. Les dispositifs utilisés pour effectuer la dissipation de la chaleur générée par le moteur électrique mettent en oeuvre des turbines ou des ventilateurs créant une circulation d'air pulsé autour du moteur. L'adjonction d'une turbine ou d'un 15 ventilateur au moteur de la scie a notamment pour inconvénients de compliquer la fabrication de l'outil, d'augmenter son prix de revient, et d'entraîner une consommation supplémentaire d'énergie, s'ajoutant à celle qui est nécessaire à l'entraînement de la chaîne de coupe. En outre, pour être efficace, ces systèmes de refroidissement nécessitent de 20 ménager des ouvertures dans le carter du moteur pour faciliter la circulation de l'air de refroidissement autour de celui-ci. Ces ouvertures ont pour principal inconvénient de rompre l'étanchéité du moteur et de permettre la pénétration de l'eau, des poussières et de la sciure résultant de la coupe du bois. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients 25 susmentionnés des scies à chaîne électriques et de leur système de refroidissement. On rappelle que les scies à chaîne couramment appelées tronçonneuses sont bien connues et sont communément utilisées pour débiter des matériaux 2 divers (bois, béton, briques, carreaux, etc.). Elles comprennent un dispositif de coupe constitué par une chaîne de coupe sans fin montée tournante autour d'un pignon d'entraînement et d'un guide-chaîne de forme généralement oblongue et muni d'un rail périphérique de guidage, et une source de puissance qui, dans le cas des scies électriques est constituée par un moteur électrique réalisant l'entraînement de cette chaîne, par l'intermédiaire dudit pignon. Selon une première disposition caractéristique de l'invention, le moteur électrique d'entraînement de la chaîne de coupe est constitué par un moteur à courant continu sans balais, couramment appelé moteur "brushless", renfermé dans un carter constitué d'au moins deux parties et exécuté en alliage métallique léger, avec une surface duquel il se trouve en contact, de sorte à assurer le refroidissement statique dudit moteur. Selon une autre disposition caractéristique, la scie à chaîne comporte une carte électronique de pilotage du moteur d'entraînement de la chaîne de coupe et cette carte électronique est également logée dans ledit carter refroidisseur dont une surface se trouve directement en contact avec les composants de commutation de cette carte électronique de pilotage. De préférence, le carter refroidisseur est exécuté en alliage d'aluminium ou en alliage de magnésium. Selon un mode d'exécution préféré, au moins l'une des parties du carter comporte une ou plusieurs ailettes de refroidissement. Selon un autre mode d'exécution, l'une des faces de l'une des parties constitutives du carter refroidisseur, est agencée pour recevoir et supporter le guide-chaîne démontable de l'outil et avec laquelle ce dernier se trouve en contact de sorte que ledit guide-chaîne coopère ainsi à la dissipation de la chaleur générée par le moteur. Selon un autre mode d'exécution, la poignée de la scie à chaîne rattachée au carter refroidisseur de celle-ci constitue un dispositif échangeur participant au refroidissement du moteur d'entraînement de la chaîne de coupe de ladite scie. 3 De préférence, la poignée fait partie intégrante du carter. Selon un autre mode d'exécution, la poignée refroidisseuse est fixée sur les deux parties constitutives du carter. Selon un autre mode d'exécution, applicable aux scies à chaîne à perche, la 5 perche constitue également un dispositif échangeur participant au refroidissement du moteur d'entraînement de la chaîne de coupe desdites scies; Avantageusement, chacune des parties du carter refroidisseur, le guide-chaîne, la poignée et la perche coopèrent avec le moteur et avec la carte électronique de pilotage dudit moteur pour véhiculer la chaleur générée par ces 10 derniers vers l'extérieur. Selon un mode d'exécution intéressant, le stator du moteur est directement en contact avec l'une des parties du carter refroidisseur. Avantageusement, les chignons du bobinage du stator du moteur sont enveloppés, sans contact, respectivement par l'une et l'autre parties du carter. 15 De manière intéressante, les logements respectifs du moteur et de la carte électronique de pilotage dans les carters sont séparés par des cloisons refroidisseuses aménagées dans les deux parties du carter refroidisseur. Avantageusement, l'assemblage des deux parties du carter est étanche à l'eau et à la poussière. 20 La scie à chaîne électrique à refroidissement statique selon l'invention procure plusieurs avantages intéressants : L'utilisation d'un moteur "brushless" à fort rendement, supérieur à 68 % générant de faibles pertes thermiques, c'est-à-dire, une faible énergie à dissiper, permet la mise en oeuvre d'un dispositif de refroidissement statique efficace par 25 convection ou rayonnement. Ce dispositif permet aussi d'évacuer la chaleur dégagée par les composants de commutation de puissance de la carte électronique de pilotage. 4- Le bon rendement du moteur et le dispositif de refroidissement statique permettent de réaliser un corps d'outil peu encombrant et léger qui ne gêne pas l'utilisation de l'outil. Le dispositif de refroidissement est économique et simple de conception, aucune adjonction de pièces supplémentaires au moteur proprement dit n'est nécessaire. Il ne nécessite la prévision d'aucune ouverture dans le carter, de sorte que celui-ci est étanche à l'humidité, à la poussière et à la sciure. Les scies à chaîne électriques motorisées et équipées du système de refroidissement selon l'invention constituent des outils professionnels capables de fonctionner pendant de longues durées. Selon le procédé de l'invention, on réalise l'entraînement de ladite chaîne au moyen d'un moteur à courant continu sans balais et on enferme ce moteur dans un carter constitué d'au moins deux parties et exécuté en alliage métallique léger, une surface au moins de ce carter étant placée en contact avec ledit moteur, de sorte à assurer le refroidissement statique de ce dernier. Selon un mode de mise en oeuvre préféré appliqué à une scie à chaîne cornportant une carte électronique de pilotage du moteur, le procédé est encore remarquable en ce que les composants de commutation de celle-ci sont placés au contact d'une surface d'au moins une partie du carter refroidisseur. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue de face d'un exemple de réalisation d'une scie à chaîne auquel peut être appliquée l'invention. La figure 2 est une vue avec arrachement et en coupe partielle selon la ligne Il-II de la figure 1. La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et représente une scie à chaîne selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est également une vue analogue à la figure 2 et montre une scie à chaîne selon un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention. 5 On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de réalisation de la scie à chaîne et de son procédé de refroidissement selon l'invention. Les organes de la scie à chaîne qui remplissent les mêmes fonctions dans les trois modes de mise en oeuvre illustrés et décrits, sont désignés par les mêmes références sur les dessins et dans l'exposé qui suit. Les scies à chaîne 1 communément utilisées pour débiter des matériaux divers (bois, béton, briques, carreaux,...) comprennent un dispositif de coupe constitué par une chaîne sans fin 2 montée tournante autour d'un pignon d'entraînement et d'un guide-chaîne 3 de forme généralement oblongue et une source de puissance qui, dans le cas présent, est constituée par un moteur électrique 4. Selon l'invention, ce moteur électrique 4 est constitué par un moteur à courant continu sans balais ou moteur "brushless" de préférence d'une puissance supérieure à 500 W et à fort rendement, supérieur à 68 %, dont le fonctionnement génère de faibles quantités d'énergie calorifique à dissiper. Ce moteur électrique sans balais 4 est renfermé dans un carter 5 constitué d'au moins deux parties 5A, 5B et exécuté en alliage métallique léger, bon conducteur de la chaleur, de préférence en alliage d'aluminium ou en alliage de magnésium. Le moteur 4 est positionné dans le carter 5, de sorte à se trouver en contact avec au moins une surface d'au moins II'une (5A) des parties 5A, 5B du carter 5, en assurant ainsi le refroidissement statique dudit moteur, par convection et/ou rayonnement. 6 Dans certains modes de réalisation préférés, la scie à chaîne peut comporter une carte électronique 6 de pilotage du moteur 4. Selon un mode d'exécution, la carte électronique de pilotage du moteur 4 d'entraînement de la chaîne de coupe 2 de la scie est également renfermée dans le carter refroidisseur 5, de sorte que ses composants de commutation de puissance 6a se trouvent en contact avec au moins une surface d'au moins l'une des parties 5A, 5B du carter, en assurant ainsi le refroidissement statique desdits composants de commutation, par convection et/ou rayonnement. Le moteur 4 est installé dans un premier logement 7 ménagé dans le carter 5, tandis que la carte électronique 6 est positionnée dans un deuxième logement 8 ménagé à proximité du premier et séparé de celui-ci par une cloison 9 formant paroi refroidisseuse. L'une au moins des parties 5A, 5B du carter 5, de préférence la partie 5A comme illustré sur les dessins, est munie d'une ou plusieurs ailettes de refroidissement 10 s'étendant vers l'extérieur, de manière sensiblement parallèle et sur toute la longueur du carter 5, comme le montre notamment la figure 1. Le stator 4a du moteur 4 est placé directement en contact avec l'une (5A) des parties 5A, 5B du carter. Par exemple, le moteur 4 est logé dans un cylindre borgne 13 que présente la face interne de la partie 5A du carter 5 et le fond 13' de ce cylindre borgne se trouve en contact avec les ailettes de refroidissement 10. De préférence, le stator 4a du moteur 4 est directement en contact avec la paroi latérale de ce cylindre 13. D'autre part, les chignons 4B de bobinage du stator 4a du moteur 4 ont enveloppés respectivement par l'une et l'autre des parties 5A, 5B du carter refroidisseur 5. Les deux parties 5A, 5B du carter 5 sont assemblées de manière étanche au moyen de tout système de liaison approprié (vis, boulons, etc). Selon une autre disposition caractéristique, l'une des faces (5B') de l'une des parties 5A, 5B constitutives du carter refroidisseur 5, est agencée pour recevoir et supporter le guide-chaîne métallique démontable de la scie à chaîne. Dans ce cas, le guide-chaîne se trouve en contact avec une surface 5B' du carter, de sorte que ledit guide-chaîne constitue un moyen d'échange thermique supplémentaire et coopère aussi à la dissipation de la chaleur générée par le moteur 4 d'entraînement de la chaîne de coupe 2. II est exécuté dans un alliage métallique léger bon conducteur de la chaleur. Selon un autre mode d'exécution, la poignée de la scie à chaîne rattachée au carter refroidisseur 5 de celle-ci constitue également un dispositif échangeur supplémentaire participant à la dissipation de la chaleur générée par le moteur 4 d'entraînement de la chaîne de coupe cle la scie. Cette poignée peut faire partie intégrante du carter 5. Elle peut être rapportée sur ledit carter refroidisseur et fixée sur l'une ou sur les deux parties 5A,5B de ce dernier par tous moyens appropriés. Dans ce cas, la poignée est exécutée en alliage métallique léger, bon conducteur de la chaleur. Selon un autre mode d'exécution applicable aux scies à chaîne à perche, selon lesquelles la tête de coupe est disposée à distance de la poignée de commande au moyen d'un bras ou perche 12, cette perche constitue également un dispositif échangeur participant au refroidissement du moteur 4 d'entraînement de la chaîne de coupe. Dans ce cas, la perche 12 et le manchon de raccordement 11 de celle-ci sont exécutés en alliage métallique léger, bon conducteur de la chaleur. Chacune des parties 5A, 5B du carter refroidisseur 5, le guide-chaîne démontable 3, la poignée et, dans le cas des tronçonneuses à perche, la perche 12, collabore avec le moteur 4 et avec la carte électronique de pilotage 6 dudit moteur, pour véhiculer la chaleur générée par ces derniers vers l'extérieur. Selon le mode d'exécution illustré à la figure 3, le cylindre 13 est ouvert et la partie 5A du carter 5 comporte une ouverture 14 qui donne accès au logement 7 et qui permet la mise en place et le retrait aisés du moteur 4 dans ledit logement. Un chapeau obturateur métallique 15 ferme cette ouverture 14 et constitue ainsi le fond dudit cylindre 13. Ce chapeau obturateur 15 comporte une jupe annulaire 15a qui est engagée à force dans le logement 7 et qui serre une partie du moteur 4 contre le cylindre 13. Le chapeau obturateur 15 est, de préférence, réalisé dans le même matériau thermiquement conducteur que celui dans lequel sont exécutées les autres parties du carter 5. Selon le mode d'exécution illustré à la figure 4, le carter refroidisseur 5 ne délimite qu'un seul logement 16. L'obturateur 15 est vissé sur une bride 17 du carter 5. Cette bride 17 et la portion périphérique 15b du chapeau obturateur 15b forment, ensemble, l'unique ailette 10 équipant la partie 5A du carter 5.10 REVENDICATIONS 1. Scie à chaîne électrique à refroidissement statique du genre comportant une chaîne de coupe (2) montée tournante autour d'un pignon d'entraînement et d'un guide-chaîne (3) de forme oblongue, et un moteur électrique (4) réalisant l'entraînement de cette chaîne par l'intermédiaire dudit pignon, caractérisée en ce que le moteur électrique d'entraînement de la chaîne de coupe est constitué par un moteur à courant continu sans balais (4), renfermé dans un carter (5) constitué d'au moins deux parties (5A, 5B) et exécuté en alliage métallique léger, avec une surface duquel il se trouve en contact, de sorte à assurer le refroidissement statique dudit moteur. 2. Scie à chaîne électrique selon la revendication 1, comportant une carte électronique (6) de pilotage du moteur d'entraînement (4) de la chaîne de coupe, caractérisée en ce que cette carte électronique (6) est également logée dans ledit carter refroidisseur (5A,5B) dont une surface se trouve directement en contact avec les composants de commutation (6a) de cette carte électronique de pilotage. :3. Scie à chaîne électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le carter refroidisseur (5A,5B) est exécuté en alliage d'aluminium, ou en alliage de magnésium. 4. Scie à chaîne électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins l'une (5A) des parties (5A, 5B) du carter (5) comporte une ou plusieurs ailettes de refroidissement (10). 5. Scie à chaîne électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'une (5B'') des faces de l'une (5B) des parties (5A,5B) constitutives du carter refroidisseur (5) est agencée pour recevoir et supporter le guide-chaîne métallique démontable (3) de ladite scie à chaîne avec-10- laquelle elle se trouve en contact, de sorte que ledit guide-chaîne (3) coopère aussi à la dissipation de la chaleur générée par le moteur (4). 6. Scie à chaîne électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la poignée métallique rattachée au carter refroidisseur (5) de celle-ci, constitue un dispositif échangeur supplémentaire participant au refroidissement du moteur d'entraînement (4) de la chaîne de coupe (2) de ladite scie. 7. Scie à chaîne électrique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la poignée fait partie intégrante du carter refroidisseur (5). 8. Scie à chaîne électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la poignée refroidisseuse est fixée sur les deux parties constitutives (5A,5B) du carter (5). 9. Scie à chaîne électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, applicable aux tronçonneuses à perche, caractérisé en ce que la perche (12) constitue également un dispositif échangeur participant au refroidissement du moteur (4) d'entraînement de la chaîne de coupe (2) de ladite scie. 10. Scie à chaîne électrique selon la revendication 9, caractérisée en ce que chacune des parties (5A, 5B) du carter refroidisseur (5), le guide-chaîne démontable (3), la poignée et la perche (12), collaborent avec le moteur (4) et avec la carte électronique de pilotage (6) dudit moteur pour véhiculer la chaleur générée par ces derniers vers l'extérieur. 11. Scie à chaîne électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le stator (4a) du moteur (4) est directement en contact avec l'une (5A) des parties du carter refroidisseur, de préférence avec la paroi latérale d'un cylindre (13) que comporte ledit carter et dans lequel est logé ledit moteur.-11- 12.Scie à chaîne électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les chignons (4b) du bobinage du stator (4a) du moteur (4) sont enveloppés respectivement par l'une (5A) et l'autre (5B) parties du carter refroidisseur. 13. Scie à chaîne électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisée en ce que les logements respectifs (7,8) du moteur (4) et de la carte électronique de pilotage (6) ménagés dans les parties (5A, 5B) du carter (5) sont séparés par une cloison refroidisseuse (9) aménagée dans les deux parties du carter refroidisseur. 14. Scie à chaîne électrique suivant l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisée en ce que les deux parties (5A, 5B) du carter (5) sont assemblées de manière étanche. 15. Procédé de refroidissement statique de scies à chaîne électrique du genre comportant une chaîne de coupe (2) montée tournante autour d'un pignon d'entraînement et d'un guide-chaîne (3) de forme oblongue et un moteur électrique réalisant l'entraînement de cette chaîne par l'intermédiaire dudit pignon, caractérisé en ce que l'on réalise l'entraînement de ladite chaîne au moyen d'un moteur à courant continu sans balais (4) et en ce que l'on enferme ce moteur dans un carter (5) constitué d'au moins deux parties (5A, 5B) et exécuté en alliage métallique léger, une surface au moins de ce carter étant placée en contact avec ledit moteur, de sorte à assurer le refroidissement statique dudit moteur. 16. Procédé de refroidissement statique selon la revendication 15 appliqué à une scie à chaîne comportant une carte électronique (6) de pilotage du moteur (4) d'entraînement de la chaîne de coupe (2) de ladite scie, caractérisé en ce que les composants de commutation (6a) de cette carte électronique de pilotage 5-12- (6) sont placés au contact d'une surface d'au moins une partie (5A,5b) du carter refroidisseur (5). 10