FR2927680A1 - Coupleur entre l'arbre moteur de sortie rotatif d'un dispositif de coupe et un organe de coupe rotatif ainsi qu'un dispositif de coupe equipe d'un tel coupleur - Google Patents
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Abstract
Coupleur (1) entre l'arbre (14) moteur d'un dispositif de coupe et un organe (17) de coupe rotatif, du type formé d'une part, d'un rotor (2) se présentant au moins sous forme d'un corps cylindrique dont au moins une partie de la paroi interne forment une piste (3) de friction, d'autre part, d'un stator (4) apte à porter l'organe (17) de coupe, ce stator (4) pouvant être entraîné par le rotor (2) par l'intermédiaire de patins (5) de friction portés par ledit stator (4).La piste (3) de friction du rotor (2) comporte au moins deux butées (6, 7) axiales de maintien ou de limitation en déplacement du stator (4) à l'intérieur du rotor (2) suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du rotor (2), lesdites butées (6, 7) étant disposées de part et d'autre des patins (5) du stator (4).
Description
La présente invention concerne un coupleur entre l'arbre moteur de sortie rotatif d'un dispositif de coupe, tel qu'une débroussailleuse, et un organe de coupe rotatif, tel qu'une lame, ainsi qu'un dispositif de coupe équipé d'un tel s coupleur.
Elle concerne plus particulièrement un coupleur formé d'une part, d'un rotor, solidarisable, via un embrayage à friction, à l'arbre moteur, ledit rotor se présentant au moins sous forme d'un corps cylindrique dont au moins une io partie de la paroi interne forme une piste de friction, d'autre part, d'un stator apte à porter l'organe de coupe, ce stator pouvant être entraîné par le rotor par l'intermédiaire de patins de friction portés par ledit stator, chaque patin monté sur la platine porte-patins du stator libre à pivotement autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du stator étant soumis de façon permanente à l'action d'au 15 moins un ressort de compression à effort généralement radial pour s'appliquer sur la piste de friction du rotor et entraîner en rotation le stator.
De tels coupleurs sont bien connus à ceux versés dans cet art comme l'illustre en particulier le brevet européen EP-1.751.445. Jusqu'à présent et comme 20 représenté à la figure 1, le rotor se présente sous forme d'un corps cylindrique pourvu d'une constriction annulaire qui confère audit corps la forme de deux cloches raccordées par leur sommet. Chaque cloche délimite une piste de friction servant l'une au stator, apte à porter l'organe de coupe, l'autre au dispositif d'embrayage à friction en prise avec l'arbre moteur du dispositif de 25 coupe. Au niveau de sa constriction, le rotor est logé dans un palier à billes ou similaire pour permettre le guidage en rotation et le maintien centré du rotor lors de son entraînement en rotation. Ce palier est lui-même logé dans une entretoise interposée entre bloc moteur et carter de l'outil de coupe. Lors de l'entraînement en rotation du rotor, tout déplacement axial du rotor est évité 30 grâce à la présence de l'entretoise et du palier insérés dans la constriction du rotor. Toutefois, cette conception est complexe car elle nécessite de ménager une constriction au niveau du rotor et d'interposer une entretoise équipée d'un palier à billes entre bloc moteur et carter d'embrayage. II en résulte en outre un encombrement en longueur important d'une telle réalisation.
Un but de la présente invention est de proposer un coupleur et un dispositif de coupe équipé d'un tel coupleur, dont la construction est simplifiée et dont l'encombrement en longueur est réduit.
A cet effet, l'invention a pour objet un coupleur entre l'arbre moteur de sortie rotatif d'un dispositif de coupe, tel qu'une débroussailleuse, et un organe de coupe rotatif, tel qu'une lame, ledit coupleur étant formé d'une part, d'un rotor, solidarisable, via un embrayage à friction, à l'arbre moteur, ledit rotor se io présentant au moins sous forme d'un corps cylindrique dont au moins une partie de la paroi interne forme une piste de friction, d'autre part, d'un stator apte à porter l'organe de coupe, ce stator pouvant être entraîné par le rotor par l'intermédiaire de patins de friction portés par ledit stator, chaque patin monté sur la platine porte-patins du stator libre à pivotement autour d'un axe parallèle 15 à l'axe de rotation du stator étant soumis de façon permanente à l'action d'au moins un ressort de compression à effort généralement radial pour s'appliquer sur la piste de friction du rotor et entraîner en rotation le stator, caractérisé en ce que la piste de friction du rotor comporte au moins deux butées axiales de maintien ou de limitation en déplacement du stator à l'intérieur du rotor suivant 20 une direction parallèle à l'axe de rotation du rotor, lesdites butées étant disposées de part et d'autre des patins du stator.
Grâce à la présence d'au moins deux butées axiales disposées décalées axialement par rapport à l'axe de rotation du rotor sur la piste de friction du 25 rotor, lesdites butées ménagent entre elles un espace d'insertion des patins du stator. Lesdites butées agissent ainsi l'une d'un côté, l'autre de l'autre côté des patins en forme de doigt du stator de manière à limiter ou empêcher le déplacement axial du stator suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du rotor. Le stator maintient le rotor centré autour du stator et il n'est plus 30 nécessaire de maintenir le rotor, en particulier par un palier à billes et une entretoise de sorte que le montage du rotor, de même que sa forme, sont simplifiés. L'invention a encore pour objet un dispositif de coupe, en particulier portable, à s coupe rotative, tel que débroussailleuse, ce dispositif comportant, entre un arbre moteur débrayable d'un bloc moteur et un outil de coupe protégé au moins partiellement par un carter, un coupleur, caractérisé en ce que le coupleur est du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une vue de l'état de la technique ; i0 la figure 2 représente une vue d'un coupleur conforme à l'invention ;
la figure 3 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du rotor seul d'un coupleur conforme à 15 l'invention ;
la figure 4 représente une vue partielle en coupe transversale du rotor de la figure 3 et
20 la figure 5 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation du rotor seul d'un coupleur conforme à l'invention.
Comme mentionné ci-dessus, le coupleur 1, objet de l'invention, est plus 25 particulièrement destiné à coupler l'arbre 14 moteur de sortie rotatif d'un dispositif de coupe, en particulier un dispositif de coupe portable à coupe rotative, tel qu'une débroussailleuse, et un organe 17 de coupe rigide, tel qu'une lame, un disque ou bien encore une plaque rotative de forme quelconque. Ainsi, dans les exemples représentés, le coupleur est destiné à 30 intégrer un dispositif de coupe comportant au moins un arbre 14 moteur débrayable associé à un moteur thermique ou électrique, l'ensemble formant un bloc moteur 15, et un outil 17 de coupe protégé au moins partiellement par un carter 19.
Ce coupleur 1 est formé quant à lui d'une part d'un rotor 2 solidarisable, via un embrayage 16 à friction, à l'arbre 14 moteur du dispositif de coupe, d'autre part d'un stator 4 apte à porter l'organe 17 de coupe.
Le rotor 2 se présente au moins sous forme d'un corps cylindrique de type bague dont au moins une partie de la paroi interne forme une piste 3 de friction. Le stator 4 apte à porter l'organe 17 de coupe peut quant à lui être entraîné par le rotor 2 par l'intermédiaire de patins 5 de friction portés par ledit stator 4 qui présente une platine porte-patins. Chaque patin 5 monté, sur la platine porte- io patins du stator 4, libre à pivotement autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du stator 4 est soumis de façon permanente à l'action d'au moins un ressort de compression (non représenté) à effort généralement radial pour s'appliquer sur la piste 3 de friction du rotor 2 et entraîner en rotation le stator 4. 15 II est à noter qu'on entend par rotor un élément menant moteur rotatif et par stator un élément mené rotatif, le rotor et le stator étant entraînés en rotation autour d'un même axe représenté par l'axe XX' à la figure 2. Les patins 5 de friction portés par le stator 4 sont soumis de façon permanente à l'action de ressorts de compression pour s'appliquer sur la piste 3 de friction du rotor 2 et 20 entraîner en rotation le stator. Ainsi, la mise en rotation du stator 4 génère une force centrifuge appliquée aux patins 5. Cette force centrifuge s'ajoute à la force des ressorts pour obtenir un entraînement à vitesse égale entre stator et rotor et s'annule sous l'action d'un blocage accidentel du stator pour neutraliser momentanément l'entraînement entre rotor et stator par glissement des patins 25 sur la surface de la piste 3 de friction du rotor. Ainsi, en utilisation normale, les patins 3 sont entraînés vers l'extérieur par la force centrifuge et forment une liaison complète entre stator et rotor. La vitesse de rotation de l'organe de coupe rotatif porté par le stator est celle fournie par l'arbre moteur en position embrayée. Lorsque l'organe de coupe rencontre un obstacle, cet organe de 30 coupe bute contre ledit obstacle donc la vitesse de rotation chute ou devient nulle, la force centrifuge tend à se réduire ou à s'annuler. Par conséquent, l'adhérence entre patins du stator et piste de friction du rotor est telle que le couple résistant appliqué à l'organe de coupe devient supérieur au couple nominal pré-établi fonction notamment de la dimension, de la masse des patins, de la force des ressorts de telle sorte que l'organe de coupe s'arrête. Dès que l'organe de coupe est dégagé de l'obstacle, les ressorts qui maintiennent une pression constante des patins sur la piste de friction du rotor permettent de rétablir une adhérence qui tend à augmenter sous l'action de la s force centrifuge. Ainsi, il peut être dit que le coupleur permet un débrayage automatique entre organe de coupe et arbre moteur de sortie rotative du dispositif de coupe lorsque le couple résistant appliqué à l'organe de coupe devient supérieur au couple nominal pré-établi, alors qu'un embrayage s'opère dès que cette condition disparaît. Une telle conception d'un coupleur permet de io constater une réduction de l'usure des pièces constitutives du coupleur et de limiter la quantité de chaleur produite.
Pour permettre le maintien du stator à l'intérieur du rotor sans avoir besoin de liaison extérieure audit rotor, la piste 3 de friction du rotor 2 comporte au moins is deux butées 6, 7 axiales de maintien ou de limitation en déplacement du stator 4 à l'intérieur du rotor 2 suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du rotor 2. Ces butées 6, 7 sont disposées de part et d'autre des patins 5 du stator 4 et empêchent ou limitent un déplacement vers la gauche ou vers la droite du stator dans la figure 2. 20 Divers modes de réalisation de ces butées peuvent être envisagés. Ainsi, dans l'exemple représenté à la figure 3, chaque butée 6, 7 axiale est formée par le flanc d'une rainure 8 circulaire, continue ou discontinue, ménagée dans la piste 3 de friction du rotor 2. Cette rainure 8 coaxiale à l'axe de rotation du rotor 25 ménage un espace de réception des patins du stator 4. Dans l'exemple représenté à la figure 5, chaque butée 6, 7 axiale est formée par une nervure 9 continue ou discontinue de la piste 3 de friction du rotor 2, lesdites nervures 9 délimitant entre elles une gorge de réception des patins 5 du stator 4. Les nervures 9 sont circulaires et montées coaxiales à l'axe de rotation du stator et 30 du rotor, lesdits axes étant confondus. A chaque fois, le stator et en particulier les patins 5 du stator sont introduits dans la gorge ou la rainure ménagée par lesdites butées. Dans les exemples représentés, la platine porte-patins du stator est formée de deux flasques 11 circulaires reliés entre eux par un moyeu 12 pour délimiter une gorge 13 circulaire périphérique interne à l'intérieur de laquelle sont logés à la fois les patins 5 affectant la forme de doigts pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe du moyeu 12 et les ressorts. Chaque doigt présente à son extrémité libre une surface de contact avec la piste 3 de friction du rotor. Chaque doigt est soumis à l'action d'un ressort de compression disposé entre platine porte-patins et la surface du doigt opposée à la surface de contact. Ainsi sous l'action du ressort de compression, le patin est maintenu en contact de friction permanent avec la piste 3 de friction du rotor. i0 Le moyeu de la platine porte-patins est généralement taraudé pour recevoir l'extrémité filetée d'un arbre 18 de transmission de mouvement, cet arbre portant l'organe 17 de coupe. Ainsi, la soliclarisation entre organe 17 de coupe et platine porte-patins du stator s'effectue par simple vissage. 15 Dans les exemples représentés, les patins 5 pivotants sont montés en outre avec jeu sur ladite platine porte-patins pour pouvoir se déplacer angulairement, en particulier par coulissement, entre deux positions extrêmes, l'une d'embrayage dans laquelle la surface de friction entre patins et piste de friction 20 du rotor est maximale, l'autre de débrayage dans laquelle la surface de friction entre patins et piste de friction est minimale et facilite un glissement du patin sur la surface de la piste 3 de friction du rotor 2 comme représenté dans le document EP-1.751.445.
25 Cette conception des patins facilite l'introduction des patins dans leur gorge ou rainure de réception formée par l'espace laissé libre entre les butées 6, 7 axiales. II est ainsi possible en effet de décaler lesdits patins pour les rétracter à l'intérieur du stator en vue de permettre un montage du stator à l'intérieur du rotor au droit de l'espace laissé libre entre les butées 6, 7 axiales ménagées 30 sur la piste 3 de friction du rotor. Les butées 6, 7 situées, l'une d'un côté, l'autre de l'autre côté par rapport au plan radial médian du stator passant par la surface de friction desdits patins 5 de stator sont de préférence disposées symétriquement par rapport audit plan.
Pour parfaire le fonctionnement de l'ensemble, la piste 3 de friction du rotor est pourvue, au droit de l'espace laissé libre entre les butées 6, 7 axiales et servant au logement du stator 4, d'au moins deux orifices 10 traversants en vue notamment de l'évacuation des poussières résultant du frottement des patins 5 sur la piste 3 de friction. Ces orifices 10 traversants sont de préférence répartis circonférentiellement à intervalle sur la piste 3 de friction du rotor 2. Dans les figures, seul un orifice 10 traversant a été représenté pour des raisons de clarté.
io Le corps cylindrique du rotor 2 se prolonge au-delà d'une 7 des butées 6, 7 axiales pour former une piste de friction de l'embrayage 16 à l'état inséré de l'embrayage 16 dans ledit corps du rotor 2. Dans les exemples représentés, ce prolongement s'opère au-delà de la butée 7 axiale. L'embrayage 16 est un embrayage à friction également équipé de patins qui, sous l'action de la force is centrifuge générée par l'entraînement en rotation de l'arbre 14 moteur auquel ledit embrayage est couplé, viennent en appui contre la piste 3 de friction du rotor 2. L'arbre moteur 14 entraîne donc, via l'embrayage 16 en position embrayée de ce dernier correspondant à une position d'appui desdits patins de l'embrayage sous l'action de la force centrifuge générée, un entraînement en 20 rotation du rotor 3 qui lui-même transmet ce mouvement de rotation, par l'intermédiaire du stator 2, à l'organe 17 de coupe.
Lorsque l'embrayage 16 est en position débrayée, du fait de l'arrêt de l'entraînement en rotation de l'arbre moteur 14, le rotor demeure maintenu 25 centré sur le stator par l'intermédiaire des patins du stator qui sont maintenus constamment en appui sur la piste 3 de friction du rotor sans nuire au fonctionnement de l'ensemble.
En position embrayée de l'embrayage 16 avec l'arbre moteur 14, lorsque 30 l'organe 17 de coupe rencontre un obstacle, les patins du stator 4 glissent contre la piste 3 de friction du rotor qui continue à être entraîné en rotation par l'intermédiaire de l'arbre 14 moteur via l'embrayage 16. Du fait qu'il n'est plus nécessaire de maintenir le rotor par des moyens extérieurs audit rotor, il n'est plus nécessaire de disposer d'une entretoise entre bloc moteur et carter d'embrayage. De ce fait, le bloc 15 moteur est raccordé directement au carter 19 de l'organe 17 de coupe. II en résulte à nouveau une simplification de la construction de l'ensemble et une réduction importante de l'encombrement en longueur suivant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor et du stator.
Pour permettre l'assemblage des différents éléments constitutifs du coupleur sur le dispositif de coupe, il est procédé de la manière suivante. Le rotor est pré-équipé, lors de sa fabrication en usine, du stator. Pour équiper une débroussailleuse existante, il convient dans un premier temps de solidariser le lo stator à l'arbre 18 de transmission portant l'organe 17 de coupe puis le rotor est disposé autour de l'embrayage d'ores et déjà solidarisé à l'arbre 14 moteur de la débroussailleuse. Il convient ensuite de raccorder par vissage le carter 19 de l'arbre 18 de transmission porteur de l'organe 17 de coupe au bloc moteur 15 pour finaliser le montage. L'ensemble est alors prêt à fonctionner. 15
Claims (10)
1. Coupleur (1) entre l'arbre (14) moteur de sortie rotatif d'un dispositif de coupe, tel qu'une débroussailleuse, et un organe (17) de coupe rotatif, tel s qu'une lame, ledit coupleur (1) étant formé d'une part, d'un rotor (2), solidarisable, via un embrayage (16) à friction, à l'arbre (14) moteur, ledit rotor (2) se présentant au moins sous forme d'un corps cylindrique dont au moins une partie de la paroi interne forme une piste (3) de friction, d'autre part, d'un stator (4) apte à porter l'organe (17) de coupe, ce stator (4) pouvant être io entraîné par le rotor (2) par l'intermédiaire de patins (5) de friction portés par ledit stator (4), chaque patin (5) monté sur la platine porte-patins du stator (4) libre à pivotement autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du stator (14) étant soumis de façon permanente à l'action d'au moins un ressort de compression à effort généralement radial pour s'appliquer sur la piste (3) de ls friction du rotor (2) et entraîner en rotation le stator (4), caractérisé en ce que la piste (3) de friction du rotor (2) comporte au moins deux butées (6, 7) axiales de maintien ou de limitation en déplacement du stator (4) à l'intérieur du rotor (2) suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du rotor (2), lesdites butées (6, 7) étant disposées de part et d'autre 20 des patins (5) du stator (4).
2. Coupleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque butée (6, 7) axiale est formée par le flanc d'une rainure (8) circulaire, continue ou discontinue, ménagée dans la piste (3) de 25 friction du rotor (2).
3. Coupleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque butée (6, 7) axiale est formée par une nervure (9) continue ou discontinue de la piste (3) de friction du rotor (2), lesdites nervures 30 (9) délimitant entre elles une gorge de réception des patins (5) du stator (4).
4. Coupleur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la piste (3) de friction du rotor est pourvue, au droit de l'espace laissé libre entre les butées (6, 7) axiales et servant au logement des 9i0 patins (5) du stator (4), d'au moins deux orifices (10) traversants en vue notamment de l'évacuation des poussières résultant du frottement des patins (5) sur la piste (3) de friction.
5. Coupleur (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps cylindrique du rotor (2) se prolonge au-delà d'une (7) des butées (6, 7) axiales pour former une piste de friction de l'embrayage (16), à l'état inséré de l'embrayage (16) dans ledit corps du rotor (2).
6. Coupleur (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la platine porte-patins du stator (4) est formée de deux flasques (11) circulaires reliés entre eux par un moyeu (12) pour délimiter une gorge (13) circulaire périphérique interne à l'intérieur de laquelle sont logés à la fois les patins (5) affectant la forme de doigts pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe du moyeu (12) et les ressorts.
7. Coupleur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les patins (5) pivotants sont montés en outre avec jeu sur ladite platine porte-patins pour pouvoir se déplacer angulairement, en particulier par coulissement, entre deux positions extrêmes, l'une d'embrayage dans laquelle la surface de friction entre patins (5) et piste (3) de friction du rotor (2) est maximale, l'autre de débrayage dans laquelle la surface de friction entre patins (5) et piste (3) de friction est minimale et facilite un glissement des patins (5) sur la surface de la piste (3) de friction du rotor (2).
8. Coupleur (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les butées (6, 7), qui sont situées, l'une d'un côté, l'autre de l'autre côté par rapport au plan radial rnédian du stator (4) passant par la surface de friction desdits patins (5) de stator, sont disposées symétriquement par rapport audit plan.
9. Dispositif de coupe, en particulier portable, à coupe rotative, tel que débroussailleuse, ce dispositif comportant, entre un arbre (14) moteur 5 2927680 Il débrayable d'un bloc (15) moteur et un outil (17) de coupe protégé au moins partiellement par un carter (19), un coupleur (1), caractérisé en ce que le coupleur (1) est conforme à l'une des revendications 1 à 8.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bloc (15) moteur est raccordé directement au carter (19) de l'organe (17) de coupe.
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2008
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