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Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?



  1. #1
    TecTec

    Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?


    ------

    Salut,
    j'aurais besoin d'un bon pédagogue pour m'expliquer pourquoi les coupe-branches présentés sur les images 1 et 2 exercent plus de force sur la branche à couper, que le coupe-branche "classique" de l'image 3.
    Quel est le rôle de la roue dentée ?
    Pourriez-vous m'expliquer ça avec de la mécanique simple ? Peut-être en faisant le bilan des efforts sur chaqun des composants du coupe-branche... c'est ce que j'ai essayé de faire mais sans succès.
    Merci d'avance

    -----
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  3. #2
    LPFR

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Bonjour.
    Il suffit de regarder les bras de levier.
    Si on suppose une même longueur des manches, La force au niveau des dans sera plus grande car le bras de levier est plus petit (au "pif") que dans le N° 3.
    Pour le second levier, la force doit être au peu près la même car les bras de levier sont proches (toujours "au pif").
    Mais ce que l'on gagne en force on le perd en mouvement. Il faut ouvrir plus les bras pour que les lames se ferment de la même distance/angle.
    Et n'oubliez pas l'avantage définit: ça se vent plus cher.
    On ne fera pas mieux qu'avec un coupe branche classique avec des bras plus longs qui permet d'atteindre des branches plus éloignées.
    Au revoir.

  4. #3
    TecTec

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Bonjour LPFR,
    Je ne comprends pas votre phrase : "La force au niveau des dans sera plus grande car le bras de levier est plus petit (au "pif") que dans le N° 3."
    Pourriez-vous m'expliquer pourquoi le bras de levier est plus petit ? je n'arrive pas à me le représenter avec ce système de roues dentées.
    Si vous aviez le temps de faire un petit croquis, ce serait parfait.

  5. #4
    LPFR

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Re.
    D'abord c'est une faute de frappe grossière:
    "La force au niveau des dents sera plus grande car le bras de levier est plus petit (au "pif") que dans le N° 3."
    On pet imaginer que les dents appuient sur les autres vers leur milieu. Le bras de levier est la distance entre l'axe de rotation et le point milieu entre le sommet et le creux des dents.
    Vous avez deux leviers. Le premier va de l'endroit où vous tenez le manche, le point de rotation du manche, et le milieu des dents. L'autre va du milieu des dents solidaires de la lame, point de rotation de la lame et point d'appui sur la branche.
    Le second levier est au peu près unitaire, car les deux distances sont très similaires. On ne gagne pas en force.
    A+

  6. #5
    Eurole

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Bonsoir.
    LPFR a dit l'essentiel.
    Un bon compromis est représenté dans le fichier joint: en allongeant les bras du coupe-branche, le couple est plus fort (mais plus lent).

    Ce problème m'intéresse personnellement pour une raison très particulière. Je vis en fauteuil roulant et peste intérieurement quand je ne peux pas utiliser un "échenilloir" classique trop lourd au bout d'un très long bras.

    Je me suis inventé - dans ma tête seulement pour l'instant - un appareil qui comprendrait essentiellement:
    - deux lames de sécateur
    - un tube léger en aluminium (avec rallonges éventuellement)
    - un système moteur à air comprimé

    On peut en parler si quelqu'un le souhaite.


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  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    TecTec

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Salut,

    j'ai réfléchi au cas de la deuxième image (le coupe-branche avec les poignées légèrement jaunes).
    J'ai isolé le "levier actif", celui que j'actionne, et j'ai fait le bilan des forces (cf. images ci-jointes). J'ai appelé O1 le point de contact sur les dents; il y a bien sûr un effort en O1, mais je ne l'ai pas représenté. En fait j'ai considéré que ce levier tournait autour de ce point O1 (point mobile) et j'ai fait la somme des moments appliqués à cette pièce par rapport à O1.
    Et là on constate l'effet démultiplicateur puisqu'on obtient F3/F1 = 20.
    Ensuite on récupère F3 sur la bielle et on a un F2 à peu près égal à F1.

    Mon raisonnement est-il bon ? Je demande parce que j'ai l'impression qu'il diffère un peu du votre LPFR.

    Et concernant le premier coupe-branche présenté (poignées oranges), c'est sûrement le même raisonnement. Ce qui voudrait dire qu'il y a aussi une bielle que l'on ne voit pas sur la photo.

    N'hésitez pas à rectifier mes erreurs s'il y en a. Je vous en remercie d'avance.
    Images attachées Images attachées

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  10. #7
    LPFR

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Bonjour.
    Tout arrive: même que les pièces jointes soient validées!
    Votre raisonnement est correct et est le même que le mien.
    Par contre les forces sont mal dessinées. Vous les avez dessinées parallèles alors qu'elles ne le sont pas. Elles sont, chacune, perpendiculaire à son bras de levier.
    Dans le second dessin, le bras de levier de F1 va de son point d'application à O1 Et celui de F3 va du pivot à O1. Et F3 est perpendiculaire à ce dernier segment.
    Dans le second, F2 c'est bon. Mais à la place de F3 il y a une autre force, perpendiculaire à son bras de levier et qui n'est pas égale à F3, mais à la projection de F3 sur cette dernière direction.
    Vous pouvez garder F3 mais alors il faut utiliser le produit vectoriel. Mais vous avez dit que votre physique était un peu oubliée.
    Au revoir.

  11. #8
    TecTec

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Merci beaucoup LPFR pour vos réponses.

    J'ai 3 questions complémentaires :
    1) Pourquoi la force F3 du deuxième dessin est-elle forcément perpendiculaire à son bras de levier ? Quelle loi physique impose cela ?Il peut y a voir des cas où ce n'est pas vrai il me semble.
    2) La force F3' sur la petite pièce (troisième dessin) devrait avoir la même intensité et la même direction que la force F3 du deuxième dessin, par le principe de l'action/réaction si je ne m'abuse. Or j'ai l'impression que ce n'est pas ce que vous écrivez... Je ne comprends pas.
    3) Y a-t-il intérêt à utiliser ce coupe-branches avec roue dentée par rapport au coupe-branche ci-joint avec bielle, où le centre de rotation est fixe ? Dans les 2 cas on augmente considérablement l'effort...

    Bonne soirée
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  12. #9
    LPFR

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Bonjour.
    Le moment d'une force est le produit de la force par son bras de levier. Et le bras de levier est la distance entre le pivot et la droite qui porte la force.
    Ce qui revient au même que
    - le bras de levier par la composante de la force perpendiculaire au bras de levier ou
    - au produit vectoriel du vecteur qui va du pivot au point d'application de la force par (vectoriellement) la force.

    Soit vous gardez F3 comme dans le dessin précédent et vous utilisez le bon bras de levier, soit, dans le dernier dessin, à la place de F3, vous dessinez la composante de F3 perpendiculaire au bras de levier.
    "Action et réaction" est toujours valable. Mais la composante dirigée vers le pivot ne contribue pas à couper la branche.
    Bielle, roue dentée ou bras plus longs reviennent au même. Ce qui compte est l'augmentation de la force par le jeu des leviers. Le reste ne sont que des avantages ou inconvénients secondaires: prix, friction, encombrement.
    Au revoir.

  13. #10
    TecTec

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    OK merci bien.
    Au revoir

  14. #11
    Eurole

    Re : Coupe-branche : comment augmenter l'effort exercé sur la branche ?

    Re.
    Le principe qui intéresse TecTec se retrouve également dans les échenilloirs classiques sous forme de palan.



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