FR3126194A1 - Safety system and method for a power tool - Google Patents
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Abstract
Système de sécurité (1000) pour un outil électroportatif (10), comprenant :- l’outil électroportatif (10), comprenant : • un organe d’usinage (4) et un organe de support (2), • un pad (12) en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement le corps (9) de l’outil (10) et pour être saisi par un premier membre de l’utilisateur ; - un premier et un deuxième transformateur (T1, T2) ; - un circuit électrique (1) arrangé pour être fermé lorsqu’un élément d’impédance raccorde la première borne avec la deuxième, en sorte qu’un courant induit (Id) circule dans le circuit ; - un module de commande arrangé pour générer une alarme ou modifier la vitesse d’un actionneur, sur la base d’un signal de mesure induit dans le deuxième transformateur (T2). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1Safety system (1000) for a portable power tool (10), comprising:- the portable power tool (10), comprising: • a machining member (4) and a support member (2), • a pad (12 ) of electrically conductive material, arranged to at least partially surround the body (9) of the tool (10) and to be grasped by a first member of the user; - a first and a second transformer (T1, T2); - an electric circuit (1) arranged to be closed when an impedance element connects the first terminal with the second, so that an induced current (Id) flows in the circuit; - a control module arranged to generate an alarm or change the speed of an actuator, based on a measurement signal induced in the second transformer (T2). Figure to be published with abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne un système de sécurité pour un outil électroportatif. La présente invention concerne également une méthode pour un tel système de sécurité.The present invention relates to a safety system for a portable power tool. The present invention also relates to a method for such a security system.
Etat de la techniqueState of the art
Dans le contexte de la présente invention, l’expression « outil électroportatif » désigne un outil électrique ou alimenté électriquement. L’outil peut être alimenté électriquement par une source d’alimentation autonome. Pendant son utilisation, il est porté par un membre de l’utilisateur, par exemple par sa main. En particulier, le même membre qui porte un tel outil permet également de le commander, par exemple à l’aide d’une gâchette. Un outil électroportatif n’a pas une position stationnaire pendant son utilisation, car l’utilisateur le déplace, par exemple pour usiner un nouvel objet ou pour mieux usiner le même objet. En d’autres termes, un outil électroportatif n’est pas stationnaire, c’est-à-dire il n’occupe pas toujours la même position. Il est donc clair à la lumière de cette définition qu’une machine telle qu’une scie stationnaire, par exemple une scie circulaire sur table ou bien une cisaille d’établi, ne rentre pas dans la définition d’outil électroportatif donnée dans ce contexte.In the context of the present invention, the expression “power tool” designates an electric or electrically powered tool. The tool can be electrically powered by an independent power source. During its use, it is carried by a member of the user, for example by his hand. In particular, the same member who carries such a tool also makes it possible to control it, for example, using a trigger. A power tool does not have a stationary position during use, because the user moves it, for example to machine a new object or to machine the same object better. In other words, a power tool is not stationary, i.e. it does not always occupy the same position. It is therefore clear in the light of this definition that a machine such as a stationary saw, for example a table saw or a bench shear, does not fall within the definition of a power tool given in this context. .
La source d’alimentation d’un tel outil électroportatif peut être par exemple une batterie ou bien un pack de batteries. Dans ce cas, la source est en général une pièce séparée de l’outil. En particulier l’utilisateur peut porter avec une main l’outil et simultanément porter sur lui, par exemple à l’aide d’un sac-à-dos, d’un harnais ou d’une ceinture, la source d’alimentation. Dans un autre cas, la source d’alimentation d’un tel outil électroportatif est dans l’outil électroportatif.The power source of such a portable power tool can be, for example, a battery or a battery pack. In this case, the source is usually a separate part of the tool. In particular, the user can carry the tool with one hand and simultaneously carry on him, for example using a backpack, a harness or a belt, the power source. In another case, the source of power for such a power tool is in the power tool.
Un outil électroportatif comprend un actionneur, par exemple un moteur, pour transmettre une force à un objet externe sur lequel l’outil agit.A power tool includes an actuator, for example a motor, to transmit a force to an external object on which the tool acts.
Un sécateur, des cisailles, des pinces, des presses, une tronçonneuse portative, une scie circulaire portative, une scie sauteuse portative, un rabot, une sertisseuse, une défonceuse, etc. pour des applications agricoles, viticoles, arboricoles, industrielles, artisanales, textiles, alimentaires, médicales, etc. sont des exemples non limitatifs d’outils électroportatifs selon l’invention.Pruning shears, shears, pliers, presses, portable chainsaw, portable circular saw, portable jigsaw, plane, crimper, router, etc. for agricultural, viticultural, arboricultural, industrial, craft, textile, food, medical applications, etc. are non-limiting examples of power tools according to the invention.
Un outil électroportatif comprend un organe d’usinage et un organe de support pour cet objet. L’organe d’usinage permet d’usiner un objet et entre en contact direct avec cet objet. Il est mobile pendant l’usinage de l’objet et actionné par l’actionneur de l’outil électroportatif.A portable power tool comprises a machining member and a support member for this object. The machining unit makes it possible to machine an object and comes into direct contact with this object. It is mobile during the machining of the object and actuated by the actuator of the power tool.
Dans le contexte de la présente invention, le mot « usiner » indique toute opération effectuée sur l’objet qui permet de le transformer, par exemple de le couper, presser, trancher, raboter etc.In the context of the present invention, the word “to machine” indicates any operation carried out on the object which makes it possible to transform it, for example to cut it, press, slice, plan, etc.
L’organe de support supporte l’objet pendant son usinage et il est fixe pendant l’usinage de l’objet. L’organe de support n’est pas actionné par l’actionneur de l’outil électroportatif. Sa présence est nécessaire pour réaliser cet usinage. L’organe de support est également en contact direct avec cet objet pendant son usinage.The support member supports the object during its machining and it is fixed during the machining of the object. The support member is not actuated by the power tool actuator. Its presence is necessary to carry out this machining. The support member is also in direct contact with this object during its machining.
Dans le cas où l’outil électroportatif est un sécateur, sa lame mobile est l’organe d’usinage, car elle permet de couper un objet tel qu’une branche, et la contre-lame est l’organe de support, car elle supporte la branche pendant sa coupe.In the case where the portable electric tool is a secateur, its movable blade is the machining member, since it makes it possible to cut an object such as a branch, and the counter-blade is the support member, since it supports the branch while it is cut.
Dans le cas où l’outil électroportatif est une scie circulaire, sa lame rotative est l’organe d’usinage, car elle permet de couper un objet tel qu’une pièce en bois, et le plateau comprenant le passage pour la lame et sur lequel l’objet s’appuie pendant la coupe est l’organe de support.In the case where the portable electric tool is a circular saw, its rotating blade is the machining member, because it makes it possible to cut an object such as a piece of wood, and the plate comprising the passage for the blade and on which the object rests during the cut is the support member.
Dans le cas où l’outil électroportatif est un rabot, sa lame est l’organe d’usinage, car elle permet de couper un objet tel qu’une pièce en bois, et le plateau sur lequel l’objet s’appuie pendant la coupe est l’organe de support.In the case where the portable power tool is a plane, its blade is the machining component, because it makes it possible to cut an object such as a piece of wood, and the plate on which the object rests during the cup is the supporting organ.
Dans le cas où l’outil électroportatif est une tronçonneuse portative, sa chaine rotative est l’organe d’usinage, car elle permet de couper un objet, et le guide chaîne de la tronçonneuse portative autour duquel la chaine rotative se déplace est l’organe de support.In the case where the portable power tool is a portable chainsaw, its rotary chain is the machining component, because it makes it possible to cut an object, and the chain guide of the portable chainsaw around which the rotary chain moves is the support organ.
Ces types d’outils sont devenus de plus en plus efficaces et arrivent à générer une force de plusieurs kilo-Newtons. Cependant cette efficacité a augmenté de façon importante le nombre d’accidents professionnels causés par de tels outils. Le besoin de sécurité par rapport au mouvement de la lame mobile de ces outils a donc augmenté rapidement.These types of tools have become more and more efficient and manage to generate a force of several kilo-Newtons. However, this efficiency has significantly increased the number of occupational accidents caused by such tools. The need for security with respect to the movement of the moving blade of these tools has therefore increased rapidly.
Différentes solutions dans l’état de la technique essaient de répondre à ce besoin.Different solutions in the state of the art try to meet this need.
Notamment, plusieurs systèmes de sécurité dans l’état de la technique nécessitent qu’au moins l’organe d’usinage soit réalisé au moins en partie en matériau conducteur électrique : en effet, lorsqu’une main (ou un membre, ou en général une portion du corps) de l’utilisateur touche cet organe d’usinage (et/ou éventuellement l’organe de support), et notamment sa portion en matériau conducteur électrique, ces systèmes sont arrangés pour modifier la vitesse de l’actionneur, par exemple afin de la réduire ou de l’annuler, et éventuellement déclencher une alarme (sonore et/ou visuelle). Dans la plupart des cas, un circuit électrique se ferme via la main (ou en général le corps) de l’utilisateur lorsqu’il touche cet organe d’usinage, et notamment sa portion en matériau conducteur électrique : cette fermeture est détectée de différentes façons, par exemple via une mesure d’une impédance.In particular, several security systems in the state of the art require that at least the machining member be made at least in part of an electrically conductive material: in fact, when a hand (or a limb, or in general a portion of the body) of the user touches this machining member (and/or possibly the support member), and in particular its portion made of electrically conductive material, these systems are arranged to modify the speed of the actuator, by example in order to reduce or cancel it, and possibly trigger an alarm (audible and/or visual). In most cases, an electrical circuit closes via the hand (or in general the body) of the user when he touches this machining member, and in particular its portion made of electrically conductive material: this closing is detected by different ways, for example by measuring an impedance.
Un exemple non-limitatif d’un tel système de sécurité est par exemple décrit dans le document FR3074403. Dans ce cas, le système de sécurité comprend une borne de référence, prévue pour être électriquement couplée à un sécateur électroportatif et une borne de contact, prévue pour être électriquement couplée au corps d’un utilisateur, ainsi qu’un moyen de mesure d’un signal relatif à l’impédance entre ces bornes, de sorte à détecter un contact entre le corps de l’utilisateur et le sécateur électroportatif. Pour fonctionner, ce système prévoit que la lame mobile soit réalisée dans un matériau conducteur de l’électricité.A non-limiting example of such a security system is for example described in the document FR3074403. In this case, the security system comprises a reference terminal, intended to be electrically coupled to a portable electric shears and a contact terminal, intended to be electrically coupled to the body of a user, as well as a means of measuring a signal relating to the impedance between these terminals, so as to detect a contact between the body of the user and the electric portable shears. To work, this system provides that the moving blade is made of an electrically conductive material.
Un autre exemple non-limitatif d’un tel système de sécurité est par exemple décrit dans le document WO2013136311, qui prévoit également que la lame mobile soit réalisée dans un matériau conducteur de l’électricité. Dans ce cas, le système de sécurité comprend un élément électriquement conducteur situé sur la poignée d’un sécateur électroportatif, de manière à être en contact avec la main qui tient le sécateur électroportatif et une ligne de circuit qui relie la lame mobile à cet élément électriquement conducteur. Un moyen de génération de puissance électrique et un moyen de détection de tension ou de courant sont disposés sur cette ligne de circuit. Des moyens de régulation sont prévus pour intervenir sur le circuit d’excitation, en réaction à une détection par le moyen de détection, lorsqu’une valeur seuil prédéterminée est dépassée, pour imposer l’arrêt du déplacement de la lame mobile. Cette valeur seuil est une valeur correspondant à une valeur détectée lorsque la lame mobile entre accidentellement en contact avec la main de l’utilisateur qui ne tient pas l’outil. Dans ce cas, le système de sécurité comprend également des moyens chaussants susceptibles d’être portés par l’utilisateur pour assurer une conductivité électrique entre au moins un des pieds de l’utilisateur et le sol.Another non-limiting example of such a security system is for example described in document WO2013136311, which also provides for the movable blade to be made of an electrically conductive material. In this case, the safety system comprises an electrically conductive element located on the handle of an electric portable pruner, so as to be in contact with the hand which holds the electric portable pruner and a circuit line which connects the mobile blade to this element. electrically conductive. Electric power generation means and voltage or current detection means are arranged on this circuit line. Regulation means are provided to intervene on the excitation circuit, in response to detection by the detection means, when a predetermined threshold value is exceeded, to impose the stoppage of the movement of the movable blade. This threshold value is a value corresponding to a value detected when the moving blade accidentally comes into contact with the hand of the user who is not holding the tool. In this case, the safety system also comprises footwear means capable of being worn by the user to ensure electrical conductivity between at least one of the user's feet and the ground.
Un autre exemple non-limitatif d’un tel système de sécurité est par exemple décrit dans le document FR3066357. Dans cette solution la lame mobile et la contre-lame d’un sécateur électroportatif sont en un matériau électriquement conducteur. Le système de sécurité comprend un premier câble de signal connecté à une unité électronique de commande et aux lames, et un deuxième câble de signal connecté à l’unité électronique de commande et une poignée en une matériau électriquement conducteur, qui est en contact avec la peau d’un utilisateur pendant l’utilisation du sécateur électroportatif. L’unité électronique de commande est configurée pour arrêter le fonctionnement de l’actionneur en cas de détection d’un flux de courant entre les lames et la poignée, transmis à travers le corps de l’utilisateur qui entre en contact avec une des lames avec sa main libre.Another non-limiting example of such a security system is for example described in the document FR3066357. In this solution, the mobile blade and the counter-blade of a portable electric pruner are made of an electrically conductive material. The safety system comprises a first signal cable connected to an electronic control unit and to the blades, and a second signal cable connected to the electronic control unit and a handle made of an electrically conductive material, which is in contact with the skin of a user while using the power shears. The electronic control unit is configured to stop the operation of the actuator in the event of detection of a current flow between the blades and the handle, transmitted through the body of the user who comes into contact with one of the blades with his free hand.
Tous les exemples décrits ci-dessus présentent un chemin pour le courant, fermé lorsque l’utilisateur touche la lame mobile d’un sécateur électroportatif (ou en général l’organe d’usinage d’un outil électroportatif). Ce chemin de courant comprend au moins une partie qui est référencée au potentiel d’au moins une partie conductrice de l’outil électroportatif : cela diminue la fiabilité du système de sécurité, car il implique par exemple le risque de courts-circuits indésirés.All the examples described above present a path for the current, closed when the user touches the moving blade of a portable electric pruner (or in general the machining part of a portable electric tool). This current path includes at least one part which is referenced to the potential of at least one conductive part of the power tool: this reduces the reliability of the safety system, because it involves for example the risk of unwanted short circuits.
De plus, les exemples décrits ci-dessus peuvent difficilement être installés sur des outils électroportatifs existants, sans nécessiter des modifications importantes de ces outils. En d’autres mots, l’adaptation des systèmes connus sur des outils électroportatifs existants n’est pas simple.Moreover, the examples described above can hardly be installed on existing portable electric tools, without requiring significant modifications of these tools. In other words, adapting known systems to existing power tools is not easy.
Un but de la présente invention est de proposer un système de sécurité pour un outil électroportatif, exempt des limitations des systèmes de sécurité pour un outil électroportatif connus.An object of the present invention is to provide a safety system for a portable power tool, free from the limitations of the safety systems for a known portable power tool.
Un but de la présente invention est de proposer un système de sécurité pour un outil électroportatif, alternatif aux systèmes de sécurité pour un outil électroportatif connus.An object of the present invention is to propose a safety system for a portable electric tool, alternative to the safety systems for a known portable electric tool.
Un but de la présente invention est de proposer un système de sécurité pour un outil électroportatif, qui soit plus fiable des systèmes de sécurité pour un outil électroportatif connus.An object of the present invention is to provide a safety system for a portable electric tool, which is more reliable than the safety systems for a known portable electric tool.
Un but de la présente invention est de proposer un système de sécurité pour un outil électroportatif plus simple à installer sur des outils électroportatifs existants par rapport aux systèmes de sécurité pour un outil électroportatif connusAn object of the present invention is to provide a safety system for a power tool that is simpler to install on existing power tools compared to the safety systems for a known power tool.
Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’un système de sécurité comprenant :
- un corps,
- un organe d’usinage,
- un organe de support,
- un actionneur relié à l’organe d’usinage, afin de déplacer l’organe d’usinage par rapport à l’organe de support,
- un pad (« pad » désigne, en terminologie anglo-saxonne, un tampon de préhension) en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement le corps et pour être saisi par un premier membre de l’utilisateur (par exemple par une de ses mains), afin de porter l’outil électroportatif et/ou actionner l’outil électroportatif.According to the invention, these aims are achieved in particular by means of a security system comprising:
- a body,
- a machining unit,
- a supporting member,
- an actuator connected to the machining member, in order to move the machining member relative to the support member,
- a pad ("pad" designates, in Anglo-Saxon terminology, a grip pad) of electrically conductive material, arranged to at least partially surround the body and to be gripped by a first member of the user (for example by a hands), in order to carry the power tool and/or operate the power tool.
L’organe d’usinage et/ou l’organe de support sont au moins en partie en matériau conducteur électrique.The machining member and/or the support member are at least partly made of electrically conductive material.
Dans une variante préférentielle, lorsque le pad est saisi par un membre de l’utilisateur, il entre en contact direct avec l’utilisateur, afin de créer un contact galvanique entre le dispositif portable et l’utilisateur.In a preferred variant, when the pad is gripped by a member of the user, it comes into direct contact with the user, in order to create galvanic contact between the portable device and the user.
Dans une autre variante, lorsque le pad est saisi par un membre de l’utilisateur, il est électriquement connecté à l’utilisateur via un ou plusieurs autres éléments (au moins partiellement) électriquement conducteurs, qui sont placés entre le membre de l’utilisateur et le pad, par exemple et de façon non limitative des gants (au moins partiellement) électriquement conducteurs.In another variation, when the pad is gripped by a limb of the user, it is electrically connected to the user via one or more other (at least partially) electrically conductive elements, which are placed between the limb of the user and the pad, for example and not limited to (at least partially) electrically conductive gloves.
Dans une autre variante encore, lorsque le pad est saisi par un membre de l’utilisateur, il y a un couplage capacitif important entre le pad et ce membre, par exemple et de façon non limitative lorsque le membre de l’utilisateur qui saisit l’outil est une main de l’utilisateur qui porte un gant isolant. Le couplage capacitif est important car la main qui saisit l’outil électroportatif a une grande surface parallèle au pad. Ce couplage capacitif augmente encore davantage si le gant isolant est fin.In yet another variant, when the pad is gripped by a member of the user, there is a significant capacitive coupling between the pad and this member, for example and in a non-limiting way when the member of the user who grabs the he tool is a user's hand wearing an insulating glove. Capacitive coupling is important because the hand gripping the power tool has a large surface parallel to the pad. This capacitive coupling increases even more if the insulating glove is thin.
Le système de sécurité pour un outil électroportatif selon l’invention comprend aussi :
- un premier transformateur,
- un deuxième transformateur,
- une première borne électriquement connectée au pad,
- une deuxième borne électriquement connectée à l’organe d’usinage et/ou à l’organe de support,
- un module de commande de l’outil électroportatif.The safety system for a portable power tool according to the invention also comprises:
- a first transformer,
- a second transformer,
- a first terminal electrically connected to the pad,
- a second terminal electrically connected to the machining member and/or to the support member,
- a power tool control module.
Dans ce contexte, l’expression « borne électriquement connectée » au pad respectivement à un organe de l’outil, indique qu’il existe une connexion électrique entre la borne et le pad respectivement l’organe, cette connexion étant de préférence mais pas nécessairement une connexion électrique directe.In this context, the expression "terminal electrically connected" to the pad respectively to a member of the tool, indicates that there is an electrical connection between the terminal and the pad respectively the member, this connection being preferably but not necessarily a direct electrical connection.
Dans le système de sécurité pour un outil électroportatif selon l’invention un circuit électrique est arrangé pour être fermé lorsqu’un élément d’impédance raccorde la première borne avec la deuxième borne, ce circuit électrique comprenant :
- un enroulement secondaire du premier transformateur,
- un enroulement primaire du deuxième transformateur,
- la première borne,
- la deuxième borne,
en sorte qu’un courant induit dans l’enroulement secondaire du premier transformateur par l’enroulement primaire du premier transformateur via un module d’excitation relié à l’enroulement primaire, circule dans ce circuit électrique.In the safety system for a portable electric tool according to the invention, an electric circuit is arranged to be closed when an impedance element connects the first terminal with the second terminal, this electric circuit comprising:
- a secondary winding of the first transformer,
- a primary winding of the second transformer,
- the first terminal,
- the second terminal,
so that a current induced in the secondary winding of the first transformer by the primary winding of the first transformer via an excitation module connected to the primary winding, flows in this electrical circuit.
Selon l’invention, un module de commande est arrangé pour générer une alarme et/ou pour modifier la vitesse de l’actionneur, sur la base d’un signal de mesure induit dans l’enroulement secondaire du deuxième transformateur par l’enroulement primaire du deuxième transformateur.According to the invention, a control module is arranged to generate an alarm and/or to modify the speed of the actuator, on the basis of a measurement signal induced in the secondary winding of the second transformer by the primary winding of the second transformer.
Dans un mode de réalisation, le module de commande est arrangé pour comparer le signal de mesure avec un signal de seuil, et selon cette comparaison, il génère une alarme et/ou il modifie la vitesse de l’actionneur, toujours sur la base d’un signal de mesure induit dans l’enroulement secondaire du deuxième transformateur par l’enroulement primaire du deuxième transformateur.In one embodiment, the control module is arranged to compare the measurement signal with a threshold signal, and according to this comparison, it generates an alarm and/or it modifies the speed of the actuator, always on the basis of a measurement signal induced in the secondary winding of the second transformer by the primary winding of the second transformer.
Cette solution présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur d’être plus fiable. En effet, la présence des deux transformateurs garantit que le circuit électrique revendiqué n’est pas référencé à un potentiel de l’outil. En d’autres mots, le circuit électrique revendiqué dans lequel peut circuler du courant qui permet de détecter un danger est flottant, ce qui évite tout risque de courts-circuits du circuit avec l’outil électroportatif.This solution has the particular advantage over the prior art of being more reliable. Indeed, the presence of the two transformers guarantees that the electrical circuit claimed is not referenced to a potential of the tool. In other words, the claimed electrical circuit in which current can flow which makes it possible to detect a danger is floating, which avoids any risk of short circuits of the circuit with the power tool.
Notamment, le premier transformateur garantit une isolation galvanique entre le module d’excitation et le circuit électrique, et le deuxième transformateur garantit une isolation galvanique entre le circuit électrique et le module de mesure.In particular, the first transformer guarantees galvanic isolation between the excitation module and the electrical circuit, and the second transformer guarantees galvanic isolation between the electrical circuit and the measurement module.
En plus, le système selon l’invention est simple à installer sur des outils électroportatifs existants par rapport aux systèmes de sécurité pour un outil électroportatif connus : le pad peut être inséré aisément sur le corps de l’outil, par exemple sous la forme d’un manchon en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement le corps de l’outil. Les autres composants, c’est-à-dire le premier transformateur, le deuxième transformateur, la première borne et la deuxième borne peuvent être ajoutés aisément, par exemple sur un PCB déjà présent dans l’outil électroportatif, dans un boîtier de commande ou dans tout autre unité reliée à l’outil électroportatif. Le module de commande peut être un module de commande déjà existant dans l’outil électroportatif, dans le boîtier de commande ou dans tout autre unité reliée à l’outil électroportatif, et qu’on peut configurer pour le système de sécurité. Sinon, le module de commande peut être ajouté aisément, par exemple sur un PCB déjà présent, comme pour les autres composants du système de sécurité mentionnés ci-dessus.In addition, the system according to the invention is simple to install on existing power tools compared to known safety systems for a power tool: the pad can be easily inserted on the body of the tool, for example in the form of a a sleeve of electrically conductive material, arranged to at least partially surround the body of the tool. The other components, i.e. the first transformer, the second transformer, the first terminal and the second terminal can be easily added, for example on a PCB already present in the power tool, in a control box or in any other unit connected to the power tool. The control module can be an existing control module in the power tool, in the control box or in any other unit connected to the power tool, and which can be configured for the safety system. Otherwise, the control module can be added easily, for example on an already present PCB, as for the other components of the security system mentioned above.
Finalement, le système selon l’invention ne requiert pas que l’utilisateur porte des accessoires supplémentaires (tels que par exemple un bracelet, des bagues, une montre, un dispositif portable, etc.) ni des habits spéciaux (tels que par exemple des gants, des moyens chaussants, etc.) pour pouvoir fonctionner.Finally, the system according to the invention does not require the user to wear additional accessories (such as for example a bracelet, rings, a watch, a portable device, etc.) nor special clothes (such as for example gloves, footwear, etc.) to be able to operate.
Dans une variante, l’élément d’impédance raccordant la première borne avec la deuxième borne comprend au moins une partie du corps de l’utilisateur.In a variant, the impedance element connecting the first terminal with the second terminal comprises at least a part of the user's body.
Dans une variante, l’élément d’impédance comprend aussi d’autres éléments électriquement conducteurs, par exemple et de façon non limitative, un fil de palissage. Par exemple, à la fois un membre libre de l’utilisateur et l’organe d’usinage et/ou l’organe de coupe (et/ou toute autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif) peuvent entrer en contact avec cet élément électriquement conducteur. Dans ce cas, l’élément d’impédance raccordant la première borne avec la deuxième borne comprend à la fois au moins une partie du corps de l’utilisateur ainsi que cet élément électriquement conducteur.In a variant, the impedance element also comprises other electrically conductive elements, for example and without limitation, a trellising wire. For example, both a free limb of the user and the machining device and/or the cutting device (and/or any other electrically conductive part of the power tool) can come into contact with this element. electrically conductive. In this case, the impedance element connecting the first terminal with the second terminal comprises both at least a part of the user's body as well as this electrically conductive element.
Dans une variante préférentielle, le circuit électrique est arrangé pour être fermé lorsqu’un deuxième membre de l’utilisateur entre en contact physique (directement ou via un ou plusieurs éléments électriquement conducteurs) avec l’organe d’usinage et/ou l’organe de coupe (et/ou toute autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif).In a preferred variant, the electrical circuit is arranged to be closed when a second member of the user comes into physical contact (directly or via one or more electrically conductive elements) with the machining member and/or the member cutting edge (and/or any other electrically conductive part of the power tool).
Dans une variante, l’outil électroportatif comprend le premier transformateur, le deuxième transformateur, la première borne et/ou la deuxième borne.In a variant, the portable power tool comprises the first transformer, the second transformer, the first terminal and/or the second terminal.
Dans une variante, le système comprend le module de mesure, relié à au moins une borne de l’enroulement secondaire du deuxième transformateur, et arrangé pour mesurer le signal de mesure.In a variant, the system comprises the measurement module, connected to at least one terminal of the secondary winding of the second transformer, and arranged to measure the measurement signal.
Dans une variante, le système comprend le module d’excitation, relié à au moins une borne de l’enroulement primaire du premier transformateur.In a variant, the system comprises the excitation module, connected to at least one terminal of the primary winding of the first transformer.
Le module de mesure et/ou le module d’excitation peut(peuvent) être dans l’outil ou dans une unité séparée et en communication avec l'outil. Il(s) peut(peuvent) être intégré(s) au module de commande. Il est également possible d’intégrer le module d’excitation avec le module de mesure (et éventuellement avec le module de commande).The measurement module and/or the excitation module may be in the tool or in a separate unit and in communication with the tool. They can be integrated into the control module. It is also possible to integrate the excitation module with the measurement module (and possibly with the control module).
Dans une variante, le module d’excitation est arrangé pour générer un signal alternatif ayant une fréquence de travail f, par exemple
f = 125 kHz.In a variant, the excitation module is arranged to generate an alternating signal having a working frequency f, for example
f=125kHz.
Dans une variante, le système comprend un premier condensateur, en parallèle et/ou en série à l’enroulement primaire du premier transformateur, de façon à former un premier système résonnant.In a variant, the system comprises a first capacitor, in parallel and/or in series with the primary winding of the first transformer, so as to form a first resonant system.
Dans une variante, le système comprend un deuxième condensateur en série ou en parallèle avec l’enroulement secondaire du deuxième transformateur, de façon à former un deuxième système résonnant.Alternatively, the system includes a second capacitor in series or in parallel with the secondary winding of the second transformer, so as to form a second resonant system.
Dans une variante, la fréquence de résonnance du premier et/ou du deuxième système resonnant est la fréquence de travail f, afin de bénéficier d’un effet d’amplification à la fréquence de résonnance et/ou d’un filtrage autour de la fréquence de résonnance.In a variant, the resonance frequency of the first and/or of the second resonant system is the working frequency f, in order to benefit from an amplification effect at the resonance frequency and/or from a filtering around the frequency of resonance.
Dans une variante, le pad est constitué par une seule pièce.In a variant, the pad consists of a single piece.
Dans une variante, le pad comprend une tôle électriquement conductrice (par exemple métallique), un tissu comprenant des fibres électriquement conductrices, une bande (par exemple une bande de scotch) électriquement conductrice (par exemple métallique), un matériau isolant chargé avec des particules conductrices et/ou un élément conducteur électrique déposé sur une coque en matériau isolant (par exemple en plastique).In a variant, the pad comprises an electrically conductive sheet metal (for example metallic), a fabric comprising electrically conductive fibers, an electrically conductive strip (for example a tape strip) (for example metallic), an insulating material loaded with particles conductors and/or an electrically conductive element deposited on a shell made of insulating material (for example plastic).
Dans une variante, le pad est isolé galvaniquement des pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif.Alternatively, the pad is galvanically isolated from the electrically conductive parts of the power tool.
La présente invention concerne également une méthode pour un système de sécurité pour un outil électroportatif, ledit système comprenant :
- l’outil électroportatif, comprenant :
• un corps,
• un organe d’usinage,
• un organe de support,
• un actionneur relié à l’organe d’usinage, afin de déplacer l’organe d’usinage par rapport à l’organe de support,
• un pad en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement le corps et pour être saisi par un premier membre de l’utilisateur, afin de porter et/ou actionner l’outil électroportatif,
- un premier transformateur,
- un deuxième transformateur,
- une première borne électriquement connectée au pad,
- une deuxième borne électriquement connectée à l’organe d’usinage et/ou à l’organe de support,
- un module de commande,
la méthode comprenant les étapes de :
- fermeture d’un circuit électrique lorsqu’un élément d’impédance raccorde la première borne avec la deuxième borne, le circuit électrique comprenant :
• un enroulement secondaire du premier transformateur,
• un enroulement primaire du deuxième transformateur,
• la première borne,
• la deuxième borne,
- circulation dans le circuit électrique fermé d’un courant induit dans l’enroulement secondaire du premier transformateur par l’enroulement primaire du premier transformateur via un module d’excitation relié à l’enroulement primaire,
- sur la base d’un signal de mesure induit dans l’enroulement secondaire du deuxième transformateur par l’enroulement primaire du deuxième transformateur, génération d’une alarme et/ou modification de la vitesse de l’actionneur par un module de commande.The present invention also relates to a method for a safety system for a portable power tool, said system comprising:
- the power tool, including:
• a body,
• a machining unit,
• a support body,
• an actuator connected to the machining member, in order to move the machining member relative to the support member,
• a pad made of electrically conductive material, arranged to at least partially surround the body and to be gripped by a first member of the user, in order to carry and/or operate the portable power tool,
- a first transformer,
- a second transformer,
- a first terminal electrically connected to the pad,
- a second terminal electrically connected to the machining member and/or to the support member,
- a control module,
the method comprising the steps of:
- closing of an electric circuit when an impedance element connects the first terminal with the second terminal, the electric circuit comprising:
• a secondary winding of the first transformer,
• a primary winding of the second transformer,
• the first terminal,
• the second terminal,
- circulation in the closed electrical circuit of a current induced in the secondary winding of the first transformer by the primary winding of the first transformer via an excitation module connected to the primary winding,
- on the basis of a measurement signal induced in the secondary winding of the second transformer by the primary winding of the second transformer, generation of an alarm and/or modification of the speed of the actuator by a control module.
Brève description des figuresBrief description of figures
Des exemples de mise en œuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
Exemple(s) de mode (s) de réalisation de l’invention Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which:
Example(s) of embodiment (s) of the invention
Dans la description suivante fournie à titre d’exemple, on fera référence, par simplicité, à un sécateur électroportatif. L’invention cependant n’est pas limitée à un tel instrument. L’invention n’est pas non plus limitée à l’agriculture, mais inclut aussi, par exemple des cisailles, des pinces, des presses, des tronçonneuses, une scie circulaire portative, une scie sauteuse portative, un rabot, une sertisseuse, une défonceuse, etc. pour des applications agricoles, viticoles, arboricoles, industrielles, artisanales, textiles, alimentaires, médicales, etc.In the following description provided by way of example, reference will be made, for simplicity, to a portable electric pruner. The invention, however, is not limited to such an instrument. The invention is also not limited to agriculture, but also includes, for example, shears, pliers, presses, chainsaws, a portable circular saw, a portable jigsaw, a planer, a crimper, a router, etc. for agricultural, viticultural, arboricultural, industrial, craft, textile, food, medical applications, etc.
Un exemple schématique d’outil électroportatif 10 du système 1000 selon l’invention est illustré sur la
L’organe d’usinage 4 permet d’usiner un objet et entre en contact direct avec cet objet. Il est mobile pendant l’usinage de l’objet et actionné par un actionneur (non illustré) de l’outil électroportatif 10, par exemple un moteur électrique.The machining member 4 makes it possible to machine an object and comes into direct contact with this object. It is mobile during the machining of the object and actuated by an actuator (not shown) of the portable power tool 10, for example an electric motor.
Comme expliqué, dans le contexte de la présente invention, le mot « usiner » indique toute opération effectuée sur l’objet qui permet de le transformer, par exemple de le couper, presser, trancher, raboter etc.As explained, in the context of the present invention, the word "to machine" indicates any operation carried out on the object which makes it possible to transform it, for example to cut it, press, slice, plane etc.
L’organe de support 2 supporte l’objet pendant son usinage et il est mobile pendant l’usinage de l’objet. L’organe de support n’est pas actionné par l’actionneur de l’outil électroportatif 10. Sa présence est nécessaire pour réaliser cet usinage. L’organe de support 2 entre également en contact direct avec cet objet pendant son usinage.The support member 2 supports the object during its machining and it is mobile during the machining of the object. The support member is not actuated by the actuator of the portable electric tool 10. Its presence is necessary to carry out this machining. The support member 2 also comes into direct contact with this object during its machining.
Dans le cas où l’outil électroportatif 10 est un sécateur, comme dans l’exemple de la
L’outil électroportatif 10 est relié par un élément de connexion 6, un câble dans l’exemple de la
L’outil électroportatif 10 de la
Bien que sur la
Dans une variante, le pad 12 est constitué par une seule pièce, comme par exemple illustré sur la
Dans une variante, le pad 12 comprend une tôle électriquement conductrice (par exemple métallique), un tissu comprenant des fibres électriquement conductrices, une bande (par exemple une bande de scotch) électriquement conductrice (par exemple métallique), un matériau isolant chargé avec des particules conductrices et/ou un élément conducteur électrique déposé sur une coque en matériau isolant (par exemple en plastique).In a variant, the pad 12 comprises an electrically conductive sheet metal (for example metal), a fabric comprising electrically conductive fibers, an electrically conductive strip (for example a tape strip) (for example metal), an insulating material charged with conductive particles and/or an electrically conductive element deposited on a shell made of insulating material (for example plastic).
Dans une variante, le pad 12 est un manchon séparé du corps 9 de l’outil électroportatif 10 et inséré par exemple depuis l’extrémité 11 de l’outil électroportatif 10 opposée à l’extrémité comprenant l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2. Dans le cas où l’outil électroportatif 10 comprend une garde, le manchon est poussé ou tiré vers l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2, jusqu’au point où il boute contre la garde 5.In a variant, the pad 12 is a sleeve separated from the body 9 of the portable electric tool 10 and inserted for example from the end 11 of the portable electric tool 10 opposite the end comprising the machining member 4 and/or or the support member 2. In the case where the portable electric tool 10 comprises a guard, the sleeve is pushed or pulled towards the machining member 4 and/or the support member 2, up to the point where he kicks against the guard 5.
Dans une variante, le pad 12 est isolé galvaniquement des pièces électriquement conductrices l’outil électroportatif 10, par exemple et de façon non limitative avec une couche de matériau isolant entre le pad 12 et les pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif 10. Dans une variante préférentielle, l’isolation galvanique entre le pad 12 les pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif 10 est réalisée par une coque (non illustrée) en matériau isolant (par exemple en plastique) qui entoure au moins partiellement le corps 7 (comprenant des parties électriquement conductrices) de l’outil électroportatif 10.Alternatively, the pad 12 is galvanically isolated from the electrically conductive parts of the power tool 10, for example and in a non-limiting way with a layer of insulating material between the pad 12 and the electrically conductive parts of the power tool 10. In a preferred variant, the galvanic isolation between the pad 12 and the electrically conductive parts of the portable power tool 10 is achieved by a shell (not shown) made of insulating material (for example plastic) which at least partially surrounds the body 7 (comprising electrically conductive parts) of the power tool 10.
Dans une variante, un élément filaire (non illustré) en matériau électriquement conducteur relie ce pad 12 à l’extrémité 11 de l’outil électroportatif 10 opposée aux organes d’usinage et de support. Dans une variante, cet élément filaire entre dans un trou de la coque pour sortir à l’extrémité 11. Dans la variante où le pad 12 comprend un tissu comprenant des fibres électriquement conductrices, cet élément filaire est un fil de ce tissu. Dans une autre variante, il est un élément filaire séparé du pad 12 et qui est connecté au pad 12.In a variant, a wired element (not shown) made of electrically conductive material connects this pad 12 to the end 11 of the portable electric tool 10 opposite to the machining and support members. In a variant, this wired element enters a hole in the shell to exit at the end 11. In the variant where the pad 12 comprises a fabric comprising electrically conductive fibers, this wired element is a yarn of this fabric. In another variant, there is a wired element separate from pad 12 and which is connected to pad 12.
La
Un module d’excitation, non illustré sur la
Dans une variante préférentielle, l’enroulement primaire L1 du premier transformateur T1 est excité avec un signal AC, par exemple avec un signal sinusoïdale AC ayant une fréquence de travail f > 0. Bien entendu, d’autres signaux d’excitation AC ayant une forme pas sinusoïdale peuvent être utilisés.In a preferred variant, the primary winding L1 of the first transformer T1 is excited with an AC signal, for example with an AC sinusoidal signal having a working frequency f > 0. Of course, other AC excitation signals having a non-sinusoidal shape can be used.
Dans une variante, le module d’excitation est arrangé pour générer deux mêmes signaux AC déphasés, l’un pour la borne A1 et l’autre pour la borne A2. Si les signaux sont déphasés de 180°, l’enroulement primaire L1 du premier transformateur T1 est excité avec un signal d’excitation ayant une valeur pic-à-pic qui est le double de la même valeur qu’on aurait au cas où un seul signal était utilisé.In a variant, the excitation module is arranged to generate two same phase-shifted AC signals, one for terminal A1 and the other for terminal A2. If the signals are 180° out of phase, the primary winding L1 of the first transformer T1 is excited with an excitation signal having a peak-to-peak value which is twice the same value that one would have in the event that a only signal was used.
Dans une variante, la fréquence du(des) signal(signaux) d’excitation est f = 125kHz.Alternatively, the frequency of the excitation signal(s) is f=125kHz.
Dans la variante de la
Lorsqu’un condensateur C1, en parallèle ou en série à l’enroulement primaire L1 du premier transformateur T1, est présent, il est possible de créer un système résonnant à l’enroulement primaire L1 du premier transformateur T1 en accordant un condensateur C1 avec L1 : de cette façon, il est possible de tirer avantage d’une amplification liée au travail sur ou proche du point de résonnance choisi idéalement à la fréquence f désirée de travail. Il est alors possible d’exciter (via le module d’excitation) le système résonnant L1-C1 avec un signal alternatif (par exemple de forme sinusoïdale ou trapézoïdale, voire quelconque) de fréquence f. La valeur de C1 est donc accordée avec celle de L1 en conséquence.When a capacitor C1, in parallel or in series with the primary winding L1 of the first transformer T1, is present, it is possible to create a resonant system at the primary winding L1 of the first transformer T1 by tuning a capacitor C1 with L1 : in this way, it is possible to take advantage of a work-related amplification on or close to the resonance point ideally chosen at the desired working frequency f. It is then possible to excite (via the excitation module) the resonant system L1-C1 with an alternating signal (for example of sinusoidal or trapezoidal shape, or even any) of frequency f. The value of C1 is therefore matched with that of L1 accordingly.
Selon l’invention, le système 1000 comprend une première borne (D1 respectivement D2) destinée à être électriquement connectée au pad 12 et une deuxième borne (D2 respectivement D1) destinée à être électriquement connectée à l’organe d’usinage 2 et/ou à l’organe de support 4 (et/ou à toute autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif 10, notamment toute partie électriquement conductrice qui peut être un danger pour l’utilisateur).According to the invention, the system 1000 comprises a first terminal (D1 respectively D2) intended to be electrically connected to the pad 12 and a second terminal (D2 respectively D1) intended to be electrically connected to the machining member 2 and/or to the support member 4 (and/or to any other electrically conductive part of the portable electric tool 10, in particular any electrically conductive part which may be a danger for the user).
Selon l’invention, le système de la
- l’enroulement secondaire L2 du premier transformateur T1,
- l’enroulement primaire L3 du deuxième transformateur T2,
- la première borne (D1 respectivement D2),
- la deuxième borne (D2 respectivement D1).According to the invention, the system of the
- the secondary winding L2 of the first transformer T1,
- the primary winding L3 of the second transformer T2,
- the first terminal (D1 respectively D2),
- the second terminal (D2 respectively D1).
Selon l’invention, un courant ID circule dans ce circuit 1, ce courant étant induit dans l’enroulement secondaire L2 du premier transformateur T1 par l’enroulement primaire L1 du premier transformateur T1 via le module d’excitation relié à l’enroulement primaire L1.According to the invention, a current ID flows in this circuit 1, this current being induced in the secondary winding L2 of the first transformer T1 by the primary winding L1 of the first transformer T1 via the excitation module connected to the primary winding L1.
Selon l’invention, un module de commande (non illustré) est arrangé pour générer une alarme et/ou pour modifier la vitesse de l’actionneur de l’outil électroportatif 10, sur la base d’un signal de mesure induit dans l’enroulement secondaire L4 du deuxième transformateur T2 par l’enroulement primaire L3 du deuxième transformateur T2.According to the invention, a control module (not illustrated) is arranged to generate an alarm and/or to modify the speed of the actuator of the power tool 10, on the basis of a measurement signal induced in the secondary winding L4 of the second transformer T2 by the primary winding L3 of the second transformer T2.
Cette solution présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur d’être plus fiable. En effet, la présence des deux transformateurs T1 et T2 garantit que le circuit électrique 1 revendiqué n’est pas référencé à un potentiel de l’outil électroportatif 10. En d’autres mots, dans le circuit électrique 1 revendiqué peut circuler du courant induit ID qui est flottant, ce qui évite tout risque de courts-circuits avec (les parties électriquement conductrices de) l’outil électroportatif 10. En d’autres mots, les bornes D1 et D2 sont flottantes.This solution has the particular advantage over the prior art of being more reliable. Indeed, the presence of the two transformers T1 and T2 guarantees that the claimed electrical circuit 1 is not referenced to a potential of the portable electric tool 10. In other words, in the claimed electrical circuit 1 induced current can flow ID which is floating, which avoids any risk of short circuits with (the electrically conductive parts of) the portable electric tool 10. In other words, the terminals D1 and D2 are floating.
Notamment, le premier transformateur T1 garantit une isolation galvanique entre le module d’excitation (arrangé pour se connecter à au moins une des bornes A1 et/ou A2) et le circuit électrique 1, et le deuxième transformateur T2 garantit une isolation galvanique entre le circuit électrique 1 et le module de mesure (arrangé pour se connecter à au moins une des bornes B1 et/ou B2).In particular, the first transformer T1 guarantees galvanic isolation between the excitation module (arranged to be connected to at least one of the terminals A1 and/or A2) and the electrical circuit 1, and the second transformer T2 guarantees galvanic isolation between the electrical circuit 1 and the measurement module (arranged to connect to at least one of terminals B1 and/or B2).
Dans une variante, l’élément d’impédance raccordant la première borne (D1 respectivement D2) avec la deuxième borne (D2 respectivement D1) comprend au moins une partie du corps de l’utilisateur.In a variant, the impedance element connecting the first terminal (D1 respectively D2) with the second terminal (D2 respectively D1) comprises at least part of the user's body.
Dans une variante préférentielle, le circuit électrique 1 est arrangé pour être fermé lorsqu’un deuxième membre de l’utilisateur entre en contact physique (directement ou via un ou plusieurs éléments électriquement conducteurs) avec l’organe d’usinage 4 et/ou avec l’organe de support 2. Dans ce cas, les bornes D1 et D2 sont agencées de manière à raccorder d’une part le corps de l’utilisateur, et d’autre part l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2 (et/ou à toute autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif 10, notamment toute partie électriquement conductrice qui peut être un danger pour l’utilisateur).In a preferred variant, the electrical circuit 1 is arranged to be closed when a second member of the user comes into physical contact (directly or via one or more electrically conductive elements) with the machining member 4 and/or with the support member 2. In this case, the terminals D1 and D2 are arranged so as to connect on the one hand the body of the user, and on the other hand the machining member 4 and/or the support member 2 (and/or any other electrically conductive part of the portable electric tool 10, in particular any electrically conductive part which may be a danger for the user).
Par souci de simplicité, on supposera ensuite que la main droite de l’utilisateur est connectée à l’une des bornes D1 ou D2 formant la connexion avec le corps de l’utilisateur et respectivement que l’autre borne (D2 ou D1) est connectée à une pièce conductrice de l’outil électroportatif 10, qui par exemple a une impédance de raccordement vers l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2 suffisamment faible pour les considérer en contact galvanique. Dès lors pour la suite de l’explication, la main gauche de l’utilisateur devient la partie du corps qui peut entrer en contact avec l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2 et donc à protéger contre une blessure.For the sake of simplicity, it will then be assumed that the user's right hand is connected to one of the terminals D1 or D2 forming the connection with the user's body and respectively that the other terminal (D2 or D1) is connected to a conductive part of the portable power tool 10, which for example has a connection impedance to the machining member 4 and/or the support member 2 low enough to consider them in galvanic contact. Therefore for the rest of the explanation, the left hand of the user becomes the part of the body which can come into contact with the machining member 4 and/or the support member 2 and therefore to be protected against a injury.
La connexion électrique entre la main droite de l’utilisateur et l’une des bornes D1 ou D2 se fait par un contact avec le pad 12 en matériau conducteur électrique. Dans une variante préférentielle, ce pad 12 est en contact physique direct avec la peau de l’utilisateur ou présente un couplage capacitif important avec cette dernière. Dans une variante préférentielle, ce pad 12 est isolé galvaniquement des pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif 10.The electrical connection between the user's right hand and one of the terminals D1 or D2 is made by contact with the pad 12 made of electrically conductive material. In a preferred variant, this pad 12 is in direct physical contact with the skin of the user or has a high capacitive coupling with the latter. In a preferred variant, this pad 12 is galvanically isolated from the electrically conductive parts of the portable power tool 10.
Au repos, lorsque la main gauche de l’utilisateur n’est pas en contact physique avec l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2 (ou tout autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif 10), les bornes D1 et D2 sont isolées galvaniquement l’une de l’autre et l’amplitude du courant ID est donc nulle.At rest, when the user's left hand is not in physical contact with the machining member 4 and/or the support member 2 (or any other electrically conductive part of the portable power tool 10), terminals D1 and D2 are galvanically isolated from each other and the amplitude of current ID is therefore zero.
Lorsqu’un élément d’impédance Z (non illustré) vient raccorder D1 à D2 (par exemple et de façon non limitative, lorsqu’il y a un contact direct de la main gauche de l’utilisateur sur une partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif 10), un courant ID circule dans le circuit électrique 1. La norme de l’impédance Z peut varier sur plusieurs ordres de grandeur en fonction des individus et de la qualité des contacts de surface. Il est possible de mesurer une impédance Z de l’ordre du méga-ohm.When an element of impedance Z (not shown) connects D1 to D2 (for example and without limitation, when there is direct contact of the left hand of the user on an electrically conductive part of the portable power tool 10), a current ID flows in the electric circuit 1. The norm of the impedance Z can vary over several orders of magnitude depending on the individuals and the quality of the surface contacts. It is possible to measure an impedance Z of the order of a mega-ohm.
Lorsqu’un courant ID circule entre D1 et D2, il induit une excitation de l’enroulement secondaire L4 du deuxième transformateur. Dès lors, une image du courant ID peut donc être mesurée par une tension et/ou un courant entre les bornes B1 et B2 par un module de mesure (non représenté).When a current ID flows between D1 and D2, it induces excitation of the secondary winding L4 of the second transformer. Consequently, an image of the current ID can therefore be measured by a voltage and/or a current between the terminals B1 and B2 by a measurement module (not shown).
Dans le mode de réalisation de la
Lorsqu’un condensateur C2, en parallèle ou en série à l’enroulement secondaire L4 du deuxième transformateur T2, est présent, il est possible de créer un système résonnant à l’enroulement secondaire L4 du deuxième transformateur T2 en accordant un condensateur C2 avec L4 et ainsi de tirer avantage d’une amplification liée au travail sur ou proche du point de résonnance choisi idéalement à la fréquence f désirée de travail. Il est ainsi possible de bénéficier également d’un effet d’amplification au point de résonnance ainsi que d’une sélectivité du signal en fréquence (filtrage) autour de la fréquence de travail f.When a capacitor C2, in parallel or in series with the secondary winding L4 of the second transformer T2, is present, it is possible to create a resonant system at the secondary winding L4 of the second transformer T2 by tuning a capacitor C2 with L4 and thus to take advantage of an amplification linked to the work on or close to the resonance point ideally chosen at the desired working frequency f. It is thus possible to also benefit from an amplification effect at the resonance point as well as from frequency selectivity of the signal (filtering) around the working frequency f.
La tension (et/ou le courant) entre les bornes B1 et B2 est mesurée afin que le module de commande puisse générer une alarme et/ou modifier la vitesse de l’actionneur de l’outil électroportatif 10. Par exemple, le module de commande peut décider si l’outil électroportatif 10 doit entrer dans un mode d’alarme et se mettre en position de sécurité pour l’utilisateur (par exemple en écartant le plus possible l’organe d’usinage 4 de l’organe de travail 2) ou s’il peut rester en mode de fonctionnement normal.The voltage (and/or current) between terminals B1 and B2 is measured so that the control module can generate an alarm and/or modify the speed of the actuator of the power tool 10. For example, the control module control can decide whether the portable electric tool 10 must enter an alarm mode and put itself in a safety position for the user (for example by moving the machining member 4 as far away as possible from the working member 2 ) or if it can remain in normal operating mode.
Dans une variante, la tension (et/ou le courant) entre les bornes B1 et B2 est mesurée par seuillage, de préférence plus ou moins avancé avec une hystérèse ou une certaine persistance par exemple.In a variant, the voltage (and/or the current) between the terminals B1 and B2 is measured by thresholding, preferably more or less advanced with a hysteresis or a certain persistence for example.
Dans une variante, le module de mesure est connecté à une seule borne (par exemple la borne B1) et l’autre borne (B2 dans l’exemple) est connecté à un potentiel de référence, par exemple la tension VCC/2, où VCC est la tension d’alimentation du module de mesure. Cela permet de centrer le signal de mesure par rapport à un ADC présent dans le module de mesure.In a variant, the measurement module is connected to a single terminal (for example terminal B1) and the other terminal (B2 in the example) is connected to a reference potential, for example the voltage VCC/2, where VCC is the supply voltage of the measurement module. This makes it possible to center the measurement signal with respect to an ADC present in the measurement module.
Dans une variante, le module d’excitation et/ou le module de mesure est(sont) une unité de traitement numérique. Le module d’excitation et/ou le module de mesure peut(peuvent) être intégrés dans le boîtier de commande de l’outil électroportatif 10 ou dans une unité séparée dédiée en communication avec dans le boîtier de commande de l’outil électroportatif 10 afin de signaler une alarme de danger et entrer dans le mode de protection de l’utilisateur le cas échéant. Dans une variante, le module d’excitation et/ou le module de mesure peut(peuvent) être intégrés au module de commande.In a variant, the excitation module and/or the measurement module is (are) a digital processing unit. The excitation module and/or the measurement module may be integrated into the power tool control box 10 or in a separate dedicated unit in communication with the power tool control box 10 in order to report a hazard alarm and enter user protection mode if required. Alternatively, the excitation module and/or the measurement module can be integrated into the control module.
Dans une variante, l’élément d’impédance comprend aussi d’autres éléments électriquement conducteurs, par exemple et de façon non limitative, un fil de palissage. Par exemple, à la fois un membre libre de l’utilisateur et l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de coupe 2 (et/ou toute autre partie électriquement conductrice de l’outil électroportatif) peuvent entrer en contact avec cet élément électriquement conducteur. Dans ce cas, l’élément d’impédance raccordant la première borne (D1 ou D2) avec la deuxième borne (D2 ou D1) comprend à la fois au moins une partie du corps de l’utilisateur ainsi que cet élément électriquement conducteur.In a variant, the impedance element also comprises other electrically conductive elements, for example and without limitation, a trellising wire. For example, both a free limb of the user and the machining member 4 and/or the cutting member 2 (and/or any other electrically conductive part of the power tool) can come into contact with this electrically conductive element. In this case, the impedance element connecting the first terminal (D1 or D2) with the second terminal (D2 or D1) comprises both at least a part of the user's body as well as this electrically conductive element.
La
Sur la
En règle générale, en correspondance de cette extrémité 11 l’outil électroportatif 10 est relié par un élément de connexion 6, un câble dans l’exemple de la
Dans l’exemple de la
Dans l’exemple de la
Dans l’exemple de la
L’enroulement secondaire L2 du premier transformateur T1, l’enroulement primaire L3 du deuxième transformateur T2, la vis 23 (représentant une borne D1 ou D2) et le connecteur 24 (représentant l’autre borne D2 ou D1) sont électriquement arrangés sur le PCB 20 comme illustré sur la
Dans l’exemple de la
Lorsqu’un élément d’impédance Z (non illustré) vient raccorder l’organe d’usinage 4 et/ou l’organe de support 2 (électriquement connectés à au moins une vis 23) avec la main qui saisit l’outil électroportatif 10 via le pad 12, électriquement connecté au connecteur 24 via un élément filaire, un courant d’amplitude ID circule dans le circuit électrique 1, qui comprend :
- l’enroulement secondaire du premier transformateur T1,
- l’enroulement primaire du deuxième transformateur T2,
- la vis 23,
- le connecteur 24.When an element of impedance Z (not shown) connects the machining member 4 and/or the support member 2 (electrically connected to at least one screw 23) with the hand that grips the portable electric tool 10 via pad 12, electrically connected to connector 24 via a wired element, a current of amplitude ID flows in electrical circuit 1, which comprises:
- the secondary winding of the first transformer T1,
- the primary winding of the second transformer T2,
- screw 23,
- connector 24.
Dans la variante où le pad 12 est isolé galvaniquement des pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif 10 (par exemple au moins une partie métallique du corps 9 de l’outil 10), il existe une capacité entre le pad et ces pièces électriquement conductrices de l’outil électroportatif 10. Cette capacité génère un signal de fond détectable par le module de commande, qui est toujours présent lorsque l’utilisateur saisit l’outil 10. Dans une variante ce signal de fond peut être utilisé par le module de commande pour comprendre que le système de sécurité est bien actif.In the variant where the pad 12 is galvanically isolated from the electrically conductive parts of the power tool 10 (for example at least one metal part of the body 9 of the tool 10), there is a capacitance between the pad and these electrically conductive parts. of the power tool 10. This capacity generates a background signal detectable by the control module, which is always present when the user grasps the tool 10. Alternatively, this background signal can be used by the control module to understand that the security system is indeed active.
Dans une variante, le système de sécurité peut être activé par une séquence de déplacements prédéterminée d’une gâchette 3 de l’outil électroportatif, cette activation étant une fonction spéciale ou accessoire telle que décrite dans le document EP2659765 au nom de la demanderesse. Des exemples de séquence de déplacements prédéterminée sont également donnés dans ce document.Alternatively, the security system can be activated by a sequence of predetermined movements of a trigger 3 of the power tool, this activation being a special or accessory function as described in the document EP2659765 in the name of the applicant. Examples of sequence of predetermined movements are also given in this document.
Dans une variante, le système de sécurité peut être aussi désactivé par une séquence de déplacements prédéterminée d’une gâchette 3 de l’outil électroportatif, cette désactivation étant une fonction spéciale ou accessoire telle que décrite dans le document EP2659765 au nom de la demanderesse. Des exemples de séquence de déplacements prédéterminée sont également donnés dans ce document.Alternatively, the security system can also be deactivated by a sequence of predetermined movements of a trigger 3 of the power tool, this deactivation being a special or accessory function as described in document EP2659765 in the name of the applicant. Examples of sequence of predetermined movements are also given in this document.
Dans une variante, la désactivation est permise une fois seulement, par exemple pour réaliser un usinage difficile ou problématique. Dans une variante, après la désactivation l’utilisateur en est informé via un signal sonore et/ou visuel. Après l’usinage, le système de sécurité est réactivé automatiquement par le module de commande.In a variant, deactivation is only permitted once, for example to carry out difficult or problematic machining. Alternatively, after deactivation the user is informed via an audible and/or visual signal. After machining, the safety system is automatically reactivated by the control module.
Au cas où l’outil électroportatif 10 est un sécateur, dans une variante au moins une portion d’une surface de la contre-lame est en matériau isolant électrique.In the case where the portable electric tool 10 is a secateur, in a variant at least a portion of a surface of the counter-blade is made of electrically insulating material.
Grâce à cette portion de la contre-lame en matériau isolant électrique, si un corps en matériau conducteur entre en contact avec cette portion, il ne déclenche pas le système de sécurité du sécateur électroportatif. En effet, le matériau conducteur ne permet pas un passage de charge nécessaire pour ce déclanchement. Cela permet de réduire ou d’annuler des faux déclenchements du système de sécurité.Thanks to this portion of the counter-blade made of electrically insulating material, if a body made of conductive material comes into contact with this portion, it does not trigger the safety system of the electric portable secateurs. Indeed, the conductive material does not allow a charge passage necessary for this triggering. This reduces or cancels false triggering of the safety system.
Claims (15)
- ledit outil électroportatif (10), comprenant :
• un corps (9),
• un organe d’usinage (4) et un organe de support (2), l’organe d’usinage (4) et/ou l’organe de support (2) étant au moins en partie en matériau conducteur électrique,
• un actionneur relié à l’organe d’usinage (4), afin de déplacer l’organe d’usinage (4) par rapport à l’organe de support (2),
• un pad (12) en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement ledit corps (9) et pour être saisi par un premier membre de l’utilisateur, afin de porter et/ou actionner l’outil électroportatif (10),
- un premier transformateur (T1),
- un deuxième transformateur (T2),
- une première borne (D1 ; D2)électriquement connectée au pad (12),
- une deuxième borne (D2 ; D1)électriquement connectée à l’organe d’usinage (4) et/ou à l’organe de support (2),
- un module de commande dudit outil électroportatif (10),
dans lequel
un circuit électrique (1) est arrangé pour être fermé lorsqu’un élément d’impédance raccorde la première borne (D1 ; D2) avec la deuxième borne (D2 ; D1), ledit circuit électrique (1) comprenant :
- un enroulement secondaire (L2) dudit premier transformateur (T1),
- un enroulement primaire (L3) dudit deuxième transformateur (T2),
- ladite première borne (D1 ; D2),
- ladite deuxième borne (D2 ; D1),
en sorte qu’un courant induit (ID) dans l’enroulement secondaire (L2) du premier transformateur (T1) par un enroulement primaire (L1) du premier transformateur (T1) via un module d’excitation relié audit enroulement primaire (L1), circule dans ledit circuit (1),
ledit module de commande étant arrangé pour générer une alarme et/ou pour modifier la vitesse dudit actionneur, sur la base d’un signal de mesure induit dans un enroulement secondaire (L4) du deuxième transformateur (T2) par l’enroulement primaire (L3) du deuxième transformateur (T2).Safety system (1000) for a power tool (10), comprising:
- said portable power tool (10), comprising:
• a body (9),
• a machining member (4) and a support member (2), the machining member (4) and/or the support member (2) being at least partly made of electrically conductive material,
• an actuator connected to the machining member (4), in order to move the machining member (4) relative to the support member (2),
• a pad (12) made of electrically conductive material, arranged to at least partially surround said body (9) and to be gripped by a first member of the user, in order to carry and/or operate the portable power tool (10),
- a first transformer (T1),
- a second transformer (T2),
- a first terminal (D1; D2) electrically connected to the pad (12),
- a second terminal (D2; D1) electrically connected to the machining member (4) and/or to the support member (2),
- a control module of said portable power tool (10),
in which
an electric circuit (1) is arranged to be closed when an impedance element connects the first terminal (D1; D2) with the second terminal (D2; D1), said electric circuit (1) comprising:
- a secondary winding (L2) of said first transformer (T1),
- a primary winding (L3) of said second transformer (T2),
- said first terminal (D1; D2),
- said second terminal (D2; D1),
so that an induced current (ID) in the secondary winding (L2) of the first transformer (T1) by a primary winding (L1) of the first transformer (T1) via an excitation module connected to said primary winding (L1) , circulates in said circuit (1),
said control module being arranged to generate an alarm and/or to modify the speed of said actuator, on the basis of a measurement signal induced in a secondary winding (L4) of the second transformer (T2) by the primary winding (L3 ) of the second transformer (T2).
- ledit outil électroportatif (10), comprenant :
• un corps (9),
• un organe d’usinage (4) et un organe de support (2), l’organe d’usinage (4) et/ou l’organe de support (2) étant au moins en partie en matériau conducteur électrique,
• un actionneur relié à l’organe d’usinage (4), afin de déplacer l’organe d’usinage (4) par rapport à l’organe de support (2),
• un pad (12) en matériau conducteur électrique, arrangé pour entourer au moins partiellement ledit corps (9) et pour être saisi par un premier membre de l’utilisateur, afin de porter et/ou actionner l’outil électroportatif (10),
- un premier transformateur (T1),
- un deuxième transformateur (T2),
- une première borne (D1 ; D2) électriquement connectée au pad (12),
- une deuxième borne (D2 ; D1) électriquement connectée à l’organe d’usinage (4) et/ou à l’organe de support (2),
- un module de commande,
ladite méthode comprenant les étapes de :
- fermeture d’un circuit électrique (1) lorsqu’un élément d’impédance raccorde la première borne (D1 ; D2) avec la deuxième borne (D2 ; D1), ledit circuit électrique (1) comprenant :
• un enroulement secondaire (L2) du premier transformateur (T1),
• un enroulement primaire (L3) du deuxième transformateur (T2),
• ladite première borne (D1 ; D2),
• ladite deuxième borne (D2 ; D1),
- circulation dans ledit circuit électrique (1) fermé d’un courant induit (ID) dans l’enroulement secondaire (L2) du premier transformateur (T1) par un enroulement primaire (L1) du premier transformateur (T1) via un module d’excitation relié audit enroulement primaire (L1),
- sur la base d’un signal de mesure induit dans un enroulement secondaire (L4) du deuxième transformateur (T2) par l’enroulement primaire (L3) du deuxième transformateur (T2), génération d’une alarme et/ou modification de la vitesse dudit actionneur par un module de commande.A method for a safety system (1000) for a power tool (10), said system comprising:
- said portable power tool (10), comprising:
• a body (9),
• a machining member (4) and a support member (2), the machining member (4) and/or the support member (2) being at least partly made of electrically conductive material,
• an actuator connected to the machining member (4), in order to move the machining member (4) relative to the support member (2),
• a pad (12) made of electrically conductive material, arranged to at least partially surround said body (9) and to be gripped by a first member of the user, in order to carry and/or operate the portable power tool (10),
- a first transformer (T1),
- a second transformer (T2),
- a first terminal (D1; D2) electrically connected to the pad (12),
- a second terminal (D2; D1) electrically connected to the machining member (4) and/or to the support member (2),
- a control module,
said method comprising the steps of:
- closing of an electrical circuit (1) when an impedance element connects the first terminal (D1; D2) with the second terminal (D2; D1), said electrical circuit (1) comprising:
• a secondary winding (L2) of the first transformer (T1),
• a primary winding (L3) of the second transformer (T2),
• said first terminal (D1; D2),
• said second terminal (D2; D1),
- circulation in said closed electric circuit (1) of an induced current (ID) in the secondary winding (L2) of the first transformer (T1) by a primary winding (L1) of the first transformer (T1) via a module of excitation connected to said primary winding (L1),
- on the basis of a measurement signal induced in a secondary winding (L4) of the second transformer (T2) by the primary winding (L3) of the second transformer (T2), generation of an alarm and/or modification of the speed of said actuator by a control module.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2108766A FR3126194B1 (en) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Safety system and method for a power tool |
| EP22189633.5A EP4137274B1 (en) | 2021-08-19 | 2022-08-10 | Safety system and method for a portable electric tool |
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| FR2108766A FR3126194B1 (en) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Safety system and method for a power tool |
| FR2108766 | 2021-08-19 |
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| FR3126194A1 true FR3126194A1 (en) | 2023-02-24 |
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| FR3074403A1 (en) | 2017-12-01 | 2019-06-07 | Innovation Fabrication Commercialisation Infaco | IMPEDANCE BASED SAFETY DEVICE FOR ELECTROPORTATIVE MOTORIZED SECTOR. |
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| FR3126194B1 (en) | 2023-08-11 |
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