FR2580215A1 - Secateur a moteur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SECATEUR A MOTEUR A LAME MOBILE, COMPORTANT, A L'INTERIEUR D'UN BOITIER 2, DES MOYENS DE COMMANDE 8, 10, 11, 12 AGISSANT SUR LA LAME MOBILE 4 PAR L'INTERMEDIAIRE DE MOYENS MECANIQUES DE TRANSMISSION. SELON L'INVENTION, LES MOYENS DE TRANSMISSION COMPRENNENT UN ORGANE MOBILE 14 PORTANT AU MOINS UN GALET EXCENTRIQUE 16, 17 POUVANT COOPERER AVEC UNE SURFACE DE CAME 19, LE MOUVEMENT CONTINU DE ROTATION DUDIT ORGANE MOBILE PRODUISANT DES CYCLES DE COUPE PERIODIQUES. APPLICATION AUX SECATEURS ELECTRIQUES AUTONOMES, FONCTIONNANT PAR PILES OU BATTERIES RECHARGEABLES.

Description

La présente invention concerne le domaine des sécateurs, et en particulier des sécateurs actionnés par moteur.

Il existe déjà de nombreux appareillages de ce type, à commande pneumatique ou électrique.

Le brevet français No. 1 276 045 décrit un dispositif pneumatique comportant des moyens mécaniques de transmission agissant sur les deux bras d'un sécateur pour un cycle de coupe, mettant en oeuvre un système de leviers ou de câbles et poulies : les lames de coupe sont rapprochées pour la coupe, puis, sous l'action d'un ressort, les moyens de transmission sont ramenés dans leur position de départ avec les lames de coupe maintenues écartées l'une de l'autre, l'appareillage étant alors prêt pour un nouveau cycle de coupe en réponse à une nouvelle action de commande exercée par l'opérateur.Ce dispositif fonctionne ainsi avec des cycles de coupe discontinus, exigeant une manoeuvre répétitive, et les performances de coupe restent limitées ; de plus, si les lames de coupe sont coincées en position de fermeture, il faut prévoir un moyen de dégagement : ou bien ce dégagement est assuré par l'action du seul ressort de rappel, et le système requiert une énergie importante pour les cycles de coupe au cours desquels il faut vaincre l'action du ressort, ou bien ce dégagement est assuré manuellement car le ressort de rappel est insuffisant, et-l'opérateur doit couper l'alimentation pneumatique pour écarter tout danger lors de cette manipulation.

Dans le domaine des sécateurs à commande électrique, citons le dispositif décrit dans le brevet américain No. 3 178 816, illustrant un ensemble plus maniable que le précédent. Ce dispositif comporte un boîtier, une lame fixe, une lame mobile articulée sur la lame fixe, et des moyens dé commande logés à 1 'in- térieur du boitier : il est prévu un moteur électrique, un train réducteur de vitesse et des moyens mécaniques de transmission du type vis-écrou agissant sur la lame mobile par l'intermédiaire d'une bielette. Les performances de coupe sont meilleures que celles du dispositif précédent pour ce qui est des efforts de coupe, mais les cycles de coupe sont encore discontinus et longs, car il faut attendre le retour à la position initiale pour les moyens de transmission avant un nouveau cycle de coupe.Il est prévu de pouvoir dégager la lame mobile en cas de coincement en agissant sur la gachette de manoeuvre lors du cycle de coupe, alors que le retour est normalement commandé par un interrupteur de fin de courset l'effort supplémentaire produit permet en principe le dégagement de la lame coincée. Il faut cependant remarquer que cet appareillage exige une puissance électrique importante et consomme beaucoup d'énergie.

Un objet de l'invention est de perfectionner les dispositifs existants, en proposant une structure Autorisant des performances élevées, tant du point de vue des efforts de coupe que de la durée d'un cycle complet.

Un autre objet de l'invention est de proposer un sécateur à moteur de maniement simple et sur, m8me en cas de coincement des lames de coupe, cellesci étant alors automatiquement dégagées.

Un autre objet de l'invention est d'avoir un appareillage dont le fonctionnement consomme peu d'énergie, et qui soit apte à être réalisé dans une version portable autonome.

Il s'agit plus particulièrement d'un sécateur à moteur, comportant un bottier, une lame fixe, une lame mobile articulée sur la lame fixe et rappelée en position d'ouverture par un ressort, et des moyens de commande logés à l'intérieur du bottier, lesdits moyens de commande comportant un moteur dont l'arbre de sortie attaque un train réducteur de vitesse agissant sur la lame mobile par l'intermédiaire de moyens mécaniques de transmission, caractérisé par le fait que les moyens de transmission comprennent un organe mobile monté rotatif sur un axe fixe, ledit organe mobile portant au moins un galet excentrique pouvant coopérer avec une surface de came portée par un bras solidaire de la lame mobile en arrière de l'axe d'articulation de celle-ci, lesdits moyens de commande communiquant à l'organe mobile un mouvement continu de rotation produisant périodiquement, lors d'une coopération entre galet excentrique et came, une fermeture de la lame mobile correspondant à une passe de coupe.

Avantageusement, la surface de came comporte une première portion et une deuxième portion prévues sur le bras de part et d'autre de l'axe de l'organe mobile, ladite première portion permettant la fermeture de la lame mobile, tandis que la deuxième portion permet un dégagement d'ouverture pour ladite lame mobile en cas de coincement en position fermée.

Pour obtenir une réalisation plus compacte avec des performances de coupe élevées, il est particulièrement intéressant de prévoir que l'organe mobile porte deux galets excentriques décalés angulairement par rapport à l'axe fixe dudit organe mobile.

En particulier, la surface de came permettant la fermeture de la lame mobile présente un contour en forme de S en deux parties se raccordant, la première partie coopérant avec un premier galet jus qu'd une position intermédiaire de la lame mobile, la deuxième partie coopérant avec le deuxième galet sensiblement à la fin de la coopération entre ladite première partie et ledit premier galet, pour poursuivre et terminer la fermeture de ladite lame mobile ; de préférence, la position intermédiaire de la lame mobile correspond sensiblement à une demi-course de fermeture pour ladite lame mobile, ce qui permet d'avoir un couple important à mi-coupe.

Les deux galets excentriques ont de préférence la même excentration par rapport à l'axe fixe de l'organe mobile les supportant,et sont décalés angulairement d'environ 1000.

Pour un temps de cycle particulièrement court, la surface de came permettant le décoincement de la lame mobile est contactée par le premier galet peu après la fin de la coopération entre le deuxième galet et la surface de came permettant la fermeture de ladite lame mobile ; de préférence, la surface de came permettant le décoincement de la lame mobile présente un contour ayant la forme générale d'un C ouvert en direction de l'axe fixe de l'organe mobile.

La structure est encore simplifiée si l'organe mobile est une roue dentée en prise sur la sortie du train réducteur de vitesse, sur uné face latérale de laquelle sont montés le ou les galets excentriques, et le bras portant la surface de came forme avantageusement avec la: lame mobile une pièce unique, la surface de came étant définie par un évidement transversal du bras.

Pour éviter la formation gênante d'un couple parasite, la surface de came est disposée de façon telle que l'axe de poussée du ou des galets soit aussi proche que possible du plan de coupe, c'est-à-dire du plan de jonction des lames de coupe.

De préférence, le moteur d'entraînement est électrique, et en particulier, ce moteur est à courant continu, et est alimenté par une ou des batteries, de préférence rechargeables, loges dans le boîtier, de fa çon à constituer un outil autonome. Pour un fonctionnement aisé et sûr, il est prévu un poussoir saillant de la partie supérieure du boîtier pour la commande du moteur électrique, ledit poussoir étant rappelé par un ressort vers une position pour laquelle ledit moteur est court-circuité, ainsi qu'un verrou de sécurité en arrière du poussoir, sur lequel il est nécessaire d'appuyer pour déplacer ledit poussoir.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation préférentiel, en se référant aux figures où - les figures 1 et 2 sont des vues en plan et de dessus
d'un sécateur à moteur électrique conforme à l'inven
tion, réalisé dans une version portable autonome, - la figure 2a illustre le détail de l'articulation des
lames de coupe, avec un ressort intégré pour le rappel
en position d'ouverture maximale, - la figure 3 est une vue en plan schématique détaillant
les organes logés à l'intérieur du boîtier, et illus
trant les deux positions extrêmes de la lame de coupe
mobile, - la figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 3, - les figures 5a à 5d illustrent la cinématique du sys
tème, la figure 5d correspondant à un éventuel coince
ment des lames de coupe.

Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le sécateur 1 comporte un boîtier 2, une lame fixe 3, une lame mobile 4 articulée sur la lame fixe selon un axe 50 et rappelée en position d'ouverture maximale par un ressort.

Le détail de la figure 2a illustre un mode de réalisation avantageux, avec une conception intégrée du ressort de rappel : un ressort spiral 5, resserré à la fermeture, est logé entre les lames de coupe 3, 4 évidées en conséquence au niveau de l'articulation, et transmet le couple de rappel recherché par ses tétons d'extrémité 5' reçus dans des encoches correspondantes ménagées sur lesdites lames.

Le boîtier 2 comporte une partie centrale formant poignée de préhension, une partie arrière affectée au logement de piles ou batteries, de préférence rechargeables, et une partie avant recevant les moyens de transmission commandant le mouvement de la lame mobile 4.

Le mode de réalisation décrit comporte un moteur électrique à courant continu, mais on pourrait prévoir une alimentation sur secteur, avec l'inconvénient d'une liberté de manoeuvre plus limitée. Bien qu'un autre type de moteur soit possible, un tel moteur électrique présente de nombreux avantages par sa simplicité, son économie et ses performances.

Un poussoir 6 est prévu pour la commande du moteur, ledit poussoir étant rappelé par un ressort (voir fig. 3) vers une position pour laquelle ledit moteur est court-circuité. Un verrou de sécurité 7, disposé en arrière du poussoir 6, évite les fausses manoeuvres, car il faut nécessairement appuyer sur ce verrou pour pouvoir déplacer le poussoir 6 vers une position de travail.

On va maintenant décrire les moyens de commande et de transmission logés d l'intérieur du boîtier 2, en référence aux figures 3 et 4.

Les moyens de commande comportent un moteur électrique 8 alimenté par un groupe de piles ou batteries 9 (ici un groupe de trois). Les moyens assurant l'actionnement du moteur 8 par l'intermédiaire du poussoir 6 ne seront pas décrits, étant bien connus de l'homme de l'art. L'arbre de sortie 10 attaque par un pignon conique un train réducteur de vitesse constitué par des roues 11, 12 dont les axes sont montés sur un châssis 13 intérieur au bottier 2.

Conformément à un aspect essentiel de l'invention, les moyens de transmission comprennent un organe mobile 14, qui est réalisé ici sous forme d'une roue dentée en prise sur la sortie du train réducteur de vitesse 11, 12 augmentant le couple moteur, et montée sur un axe fixe 15, portant au moins un galet excentrique (ici deux galets 16, 17) pouvant coopérer avec une surface de came portée par un bras 18 solidaire de la lame mobile 4 en arrière de l'axe d'articulation de celle-ci (le bras 18 forme ici avec la lame mobile 4 une pièce unique). Les moyens de commande communiquent ainsi à l'organe mobile 14 un mouvement continu de rotation produisant périodi- quement, lors d'une coopération entre galet excentrique et came, une fermeture de la lame mobile 4 correspondant à une passe de coupe.

Il est important de noter que l'organe mobile 14 constitue ici un troisième étage de réduction : à titre indicatif, une vitesse de rotation de 15000 tours/mn pour l'arbre de sortie du moteur donne une vitesse d'environ 60 tours/mn pour l'organe mobile 14 à la sortie des trois étages de réduction.

Le principe de transmission diffère ainsi radicalement de ceux des dispositifs antérieurs rappelés plus haut, car l'organe mobile 14 est en rotation continue, le rappel de la lame mobile vers la position d'ouverture maximale étant assuré par le seul ressort 5 : on perçoit immédiatement qu'une telle conception permet des cycles de coupe répétitifs, de faible durée unitaire (de l'ordre d'une seconde environ), sans qu'il soit besoin d'initier une nouvelle commande (il suffit de maintenir la pression sur le poussoir 6).

La surface de came peut présenter des formes variables selon le type d'application envisagé. Ici, le sécateur à usage domestique pour le jardinage, comporte une double surface de came : une première portion 19 permettant la fermeture de la came mobile, et une deuxième portion 20 permettant un dégagement d'ouverture pour ladite lame en cas de coincement en position fermée.

Le mode de réalisation représenté ici comporte deux galets 16, 17, ce qui améliore notablement les performances de coupe et permet une compacité plus grande (l'étage réducteur serait plus encombrant et plus coûteux avec un seul galet excentrique pour avoir une course suffisante, en raison de l'excentration importante nécessaire pour ce galet unique). A titre indicatif, on a constaté que, pour une même puissance d'alimentation, une version à un galet excentrique autorisait une autonomie de coupe correspondant à 180 branches de 6 mm de diamètre, alors qu'avec deux galets on atteint 310 branches.

;s galets excentriques 16, 17 ont la même excentration et sont décalés angulairement, de préférence selon un angle d'environ 100 ; ceci permet de générer une force de coupe à peu près constante du fait d'une action des galets excentriques sur une plage réduite de leur rotation.

Il est important de noter que la position active des galets excentriques pour la fermeture de la lame mobile est toujours à l'opposé de l'axe d'articulation des lames par rapport à l'axe de rotation de l'organe mobile portant lesdits galets, ce qui permet d'obtenir un couple maximal pour un encombrement donné.

Par ailleurs, la surface de came portée par l'organe mobile 14 est avantageusement disposée de telle façon que l'axe de poussée des galets 16, 17 soit aussi proche que possible du plan de coupe, c'est-à-dire du plan de jonction des lames de coupe 3, 4, ce qui évite la formation gênante d'un couple parasite et améliore encore le.confort d'utilisation.

On va maintenant décrire la cinématique
d'un cycle complet, en référence aux figures 5a à 5d,
ce qui permettra de mieux comprendre la forme parti
culière des surfaces de came 19, 20, et leur dispo
sition spatiale pour une coopération optimale avec
les galets excentriques 16, 17 dont la trajectoire
circulaire est représentée par le cercle 21 (fig. 5a).

- Fig. 5a : la lame mobile 4 est en position
d'ouverture maximale (sous l'action du ressort 5).

L'organe mobile 14 tourne continûment, dans le sens
des aiguilles d'une montre, et le premier galet 16
s'engage dans une partie rentrante de la surface de
came 19 dont le contour général est en forme de S.

La phase de coupe est initiée avec un effort important,
et la lame mobile 4 amorce son mouvement de fermeture
- Fig. 5b : l'action du galet 16 se termine,
et le galet 17 prend le relais en s'engageant sur la
partie saillante de la surface de came 19, de sorte
que l'on retrouve un effort de coupe important dans
cette position intermédiaire de la lame mobile 4, sensiblement à mi-course de la fermeture donc au moment où l'effort de coupe maximal est requis. Le mouvement de fermeture se poursuit donc sous la seule action du galet 17.

- Fig. 5c : l'action du galet 17 se termine, et le ressort 5 assure,immédiatement après,le retour à la position ouverte. La rotation de l'organe mobile 14 se poursuit, jusqu'à la position de la fig. 5a, et un nouveau cycle de coupe peut immédiatement commencer.

- Fig. 5d : les lames de coupe peuvent rester coincées en position fermée ; dans ce cas, le galet 16 s'engage dans la surface de came 20 dont le contour général est en forme de C. Cette action du galet 16 permet d'exercer un couple important sur le bras 18, et produit un petit déplacement a d'ouverture décoinçant les lames, l'ouverture complète pouvant alors être obtenue par l'action du ressort 5. On notera que ceci permet de prévoir un ressort de faible force, compte tenu du couple toujours faible qu'il doit produire : ceci permet de consommer le minimum d'énergie à la fermeture. Un autre intérêt de cette disposition réside dans l'élimination de tout danger de manipulation, puisque le couple important n'est appliqué que sur une plage angulaire très limitée.

De nombreuses modification sont naturellement possibles pour les surfaces de came, et les galets excentriques. Il est néanmoins avantageux de prévoir le relais du deuxième galet à mi-course de fermeture, ce qui correspond sensiblement à la zone la plus large des plus grosses branches que le sécateur peut couper.

D'une façon générale, c'est l'excentration des galets qui définit la course de la lame mobile et la force sur cette même lame. Il faudra donc toujours trouver un compromis pour l'excentration pour avoir une course suffisante (excentration importante) et une force nécessaire à la coupe (excentration faible). Il va de soi en particulier que l'on pourrait prévoir plus de deux galets excentriques, avec une surface de came modifiée en conséquence , ce qui permet de multiplier ainsi la course tout en diminuant l'excentration.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation préférentiel qui vient d'être décrit, mais englobe toute variante reprenant avec des moyens équivalents les caractéristiques essentielles figurant aux revendications.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1.- Sécateur à moteur, comportant un boîtier (2), une lame fixe (3), une lame mobile (4) articulée sur la lame fixe et rappelée en position d'ouverture par un ressort (5), et des moyens de commande logés à l'intérieur du boîtier (2), lesdits moyens de commande comportant un moteur (8) dont l'arbre de sortie (10) attaque un train réducteur de vitesse (11, 12) agissant sur la lame mobile (4) par l'intermédiaire de moyens mécaniques de transmission, caractérisé par le fait que les moyens de transmission comprennent un organe mobile (14) monté rotatif sur un axe fixe (15), ledit organe mobile portant au moins un galet excentrique (16, 17) pouvant coopérer avec une surface de came (19) portée par un bras (18) solidaire de la lame mobile en arrière de l'axe d'articulation de celle-ci, lesdits moyens de commande communiquant à l'organe mobile (14) un mouvement continu de rotation produisant périodiquement, lors d'une coopération entre galet excentrique et came, une fermeture de la lame mobile (4) correspondant à une passe de coupe.

2.- Sécateur à moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de came comporte une première portion (19) et une deuxième portion (20) prévues sur le bras (18) de part et d'autre de l'axe (15) de l'organe mobile (14), ladite première portion permettant la fermeture de la lame mobile (4), tandis que la deuxième portion permet un dégagement d'ouverture pour ladite lame mobile en cas de coincement en position fermée.

3.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'organe mobile (14) porte deux galets excentriques (16, 17) décalés angulairement par rapport à l'axe fixe (15) dudit organe mobile.

4.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 1 et 2 et la revendication 3, caractérisé par le fait que la surface de came (19) permettant la fermeture de la lame mobile (4) présente un contour en forme de S en deux parties se raccordant, la première partie coopérant avec un premier galet (16) jusqu'd une position intermédiaire de la lame mobile (4), la deuxième partie coopérant avec le deuxième galet (17),sensiblement à la fin de la coopération entre ladite première partie et ledit premier galet, pour poursuivre et terminer la fermeture de ladite lame mobile.

5.- Sécateur à moteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la position intermédiaire de la lame mobile (4) correspond sensiblement à une demi-course de fermeture pour ladite lame mobile.

6.- Sécateur à moteur selon l'une des revendication 4 et 5, caractérisé par le fait que la surface de came (19) présente un contour ayant la forme générale d'un S.

7.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que les deux galets excentriques (16, 17) ont la même excentration par rapport à l'axe fixe (15) de l'organe mobile (14) les supportant.

8.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que les deux galets excentriques (16, 17) sont décalés angulairement d'environ 1000.

9.- Sécateur à moteur selon les revendications 2 et 3 et l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que la surface de came (20) permettant le décoincement de la lame mobile (4) est contactée par le premier galet (16) peu après la fin de la coopération entre le deuxième galet (17) et la surface de came (19) permettant la fermeture de ladite lame mobile (4).

10.- Sécateur à moteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la surface de came (20) permettant le décoincement de la lame mobile (4) présente un contour ayant la forme générale d'un C ouvert en direction de l'axe fixe (15) de l'organe mobile (14).

11.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'organe mobile (14) est une roue dentée en prise sur la sortie du train réducteur de vitesse (11, 12), et sur une face latérale de laquelle sont montés le ou les galets excentriques (16, 17).

12.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le bras (18) portant la surface de came forme avec la lame mobile (4) une pièce unique.

13.- Sécateur à moteur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la surface de came est définie par un évidement transversal du bras (18).

14.- Sécateur à moteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la surface de came (19, 20) est disposée de façon telle que l'axe de poussée du ou des galets (16,17) soit aussi proche que possible du plan de coupe, c 'est-à-dire du plan de jonction des lames de coupe (3, 4).

15.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le moteur d'entraînement (8) est un moteur électrique.

16.- Sécateur à moteur selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le moteur électrique (8) est à courant continu, et est alimenté par une ou des batteries, de préférence rechargeables, logées dans le bottier, de façon à constituer un outil autonome.

17.- Sécateur à moteur selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé par le fait qu'il comporte un poussoir (6) ,saillant de la partie supérieure du boîtier,pour la commande du moteur électrique, ledit poussoir étant rappelé par un ressort vers une position pour laquelle ledit moteur est court-circuité.

18.- Sécateur à moteur selon la revendication 17, caractérisé par le fait qu'il comporte également un verrou de sécurité (7) en arrière du poussoir (6), sur lequel il est nécessaire d'appuyer pour déplacer ledit poussoir.