Brevet FR2008774A1 — publié le 19700123

la présente invention concerne un outil pour enfoncer des clous, actionné par un fluide et comportant un nouveau système pour ramener le piston en position de repos. Il existe deux types de systèmes de retour au repos clas-5 siques pour les outils ou les machines à clouer pneumatique s. Ces deux types sont, d'une façon générale, les systèmes à retour au repos par un ressort et à retour au repos pneumatique. Les systèmes à retour au repos pneumatique sont, de plus, divisés en deux catégories générales, les systèmes à "piston unique" et 10 à "piston double", le système à retour pneumatique selon l'invention est du type à piston unique. le système à retour pneumatique selon l'invention peut, de plus, être considéré comme étant du type à "emprisonnement d'air". Dans les systèmes de ce type, il existe une chambre d'emprison-15 nement de l'air qui est remplie d'air sous pression pendant la course de travail du piston. Quand le piston atteint la fin de sa course de travail, l'air présent dans la chambre d'emprisonnement est sous pression, et quand la pression de l'air est supprimée sur le côté d'entraînement du piston, l'air emprisonné 20 ramène le piston à la position de repos. le système de retour au repos pneumatique selon l'invention est, de plus, utilisé avec un nouveau système de soupape à clapet déjà utilisé par la Demanderesse dans différents autres dispositifs pour l'enfoncement de clous de types similaires. 25 les systèmes classiques à emprisonnement d'air pour le rappel au repos du piston ont différents inconvénients. Dans ces systèmes classiques, à la fin de la course du piston pour l'enfoncement du clou, l'air emprisonné dans la chambre d'emprisonnement exerce une force considérable pour ramener le piston 30 en position de repos et il en résulte un retour assez violent du piston. Si un tel système est utilisé conjointement avec un système à soupape à clapet, tel que celui utilisé selon la présente invention suivant laquelle le clapet de la soupape se trouve normalement contre la face arrière du piston, le retour violent 35 du piston provoquera rapidement 1 ' endommageaient de la soupape à clapet et par suite l'impossibilité de fonctionnement de l'outil. De plus, dans les systèmes habituels de ce type, l'air est introduit dans la chambre de rappel à travers aine ouverture formée sur le côté du piston. Il en résulte, bien entendu, qu'un joint 40 d'étanchéité doit être prévu pour fermer normalement l'ouverture 69 15867 200877 4 d'une façon étanche. Pendant la durée normale de l'outil, le joint peut être détruit, ce qui empêche son fonctionnement. Dans un dispositif selon la présente invention, les ouvertures sont formées dans le piston et sont espacées des côtés de celui-ci. 5 Par suite, il n'est pas nécessaire d'assurer l'étanchéité pour ces ouvertures. Un autre avantage de la construction selon la présente invention est que les différentes parties sont relativement simples et que le nombre de joints d'étanchéité est relative-10 ment faible. Il en résulte très peu de frottements pendant les courses du piston, ce qui permet un rendement supérieur et une usure plus faible des différentes parties. les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description qui va suivre, donnée à titre 15 d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : Pig. 1 est une vue schématique en élévation d'un outil pour enfoncer des clous, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, 20 Pig. 2 est une vue en plan de l'outil de la fig. 1, Pig. 3 est une coupe verticale d'une partie de l'outil suivant la ligne 3-3 de la fig. 2, les organes en position de repos, Pig. 4 est une coupe semblable à celle de la fig. 2 mon-25 trant les organes à la fin de la course du piston, Pig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 4» et Pig. 6 est -une vue en perspective et en coupe suivant la ligne 6-6 de la fig. 5« l'invention est décrite plus particulièrement ci-après en 30 considérant un mode de réalisation particulier représenté sur les différentes figures. Cependant, il doit être noté que la forme particulière de l'outil est seulement -un exemple non limitatif et que différentes modifications peuvent être apportées dans le cadre de l'invention. 35 l'outil 11 pour enfoncer des clous suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention comprend un carter 12 avec une poignée 13. l'outil comporte un magasin 14 contenant des clous 15 devant être enfoncés successivement dans les pièces à clouer., les clous sont distribués séquentiellement par un mécanisme d'alimentation 40 qui cependant ne fait pas partie de la présente invention. Un 69 15867 2008774 mécanisme d'alimentation et un magasin pouvant être utilisés dans un outil selon l'invention, sont décrits dans la demande de Brevet des Etats-Unis d'Amérique ÏT° 695 538 du 4 décembre 1967. Cependant, d'autres mécanismes d'alimentation et d'autres 5 magasins peuvent être utilisés. la poignée 13 comporte une chambre à air 16 reliée à une source d'air comprimé à travers un raccord 17. la chambre 16 communique à travers un passage 18 avec la chambre inférieure 19 pour la commande du clapet de la soupape. 10 la chambre 19 est sous pression pendant tout le cycle de fonctionnement de l'outil. l'outil comprend aussi une chambre supérieure de commande 20 pour le clapet de la soupape, la chambre supérieure 20 communique par un conduit 21 avec un conduit 22 qui communique avec 15 tm cylindre de déclenchement 23 dans lequel est logé un élément ou piston de déclenchement 24 qui comporte une partie en forme de tiroir 25 et qui est repoussé vers le bas suivant la fig. 3» par un ressort hélicoïdal 26. le cylindre de déclenchement 23 est ouvert à l'air libre en 20 27, mais cepëndant cette ouverture est normalement bloquée par le tiroir 25. Un levier ou détente 28 permet d'actionner le piston de déclenchement 24. Un clapet de soupape 29 comporte une surface inférieure 30 normalement en contact avec la surface supérieure 31 d'un pis-25 ton 32. le clapet 29 comporte aussi une surface supérieure 33. l'aire de la surface inférieure 30 de la soupepe à clapet 29 est inférieure à l'aire de sa surface supérieure 33. le. clapet 29 comporte une ouverture centrale 34. l'ouverture 34 arrive normalement au niveau d'un passage 35 débouchant 30 à l'air libre, et l'extrémité de cette ouverture est normalement écartée d'un joint 36. Un ressort hélicoïdal 37 rappelle normalement le clapet 29 à la position représentée sur la fig. 3. Une tige d'entraînement 38 est fixée au piston 32 et dépasse vers le bas pour entraîner un clou 15 afin de l'enfoncer dans 35 la pièce à clouer. le piston 32 comporte plusieurs ouvertures 39 traversant le piston, le piston 32 peut être déplacé alternativement dans la chambre ou cylindre 40 et une bague torique 41 assure l'étan-chéité entre le pourtour du piston et la surface du cylindre. 40 Une chambre de rappel 42 est formée aussi dans le carter 12. 69 15867 200.8774 La chambre de rappel 42 comporte des ouvertures 43 qui communiquent avec les ouvertures correspondantes 44 d'un amortisseur 45. Le piston 32 vient buter sur l'amortisseur 45 à la fin de sa course d'entraînement du clou. 5 Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, pour obtenir le rendement maximal, le volume de la chambre de rappel 42 est sensiblement le même que celui de la chambre d'entraînement 40. Il peut aussi être noté que les dimensions des ouvertures 39 du piston doivent être en rapport avec la surface 10 efficace du piston lui-même. Il est évident que si les ouvertures sont trop petites, le retour au repos de l'appareil ne peut pas être satisfaisant parce que la chambre 42 ne sera pas remplie d'air sous pression. Inversement si les ouvertures sont trop grandes l'air échappera à travers les ouvertures de la chambre 15 de rappel et les ouvertures du piston au lieu d'entraîner convenablement le piston. Bien que les rapports entre les différentes parties puissent varier, il existe un certain rapport ne permettant pas le fonctionnement. Suivant un mode de réalisation préféré d'un outil selon l'invention, le diamètre du piston est de 20 66,5 mm et le diamètre de chaque orifice du piston est de 2,4 smu Il peut être estimé que si la section totale des orifices du piston est supérieure à 25 $ de la surface efficace de fonctionnement du piston, le fonctionnement ne peut pas être satisfaisant. De plus, si la section totale des orifices du piston est 25 inférieure à 5 $ de la surface efficace du piston, il est difficile d'obtenir un fonctionnement satisfaisant. Le fonctionnement d'un outil selon la présente invention est expliqué ci-après. L'air comprimé arrive dans l'appareil à travers le raccord 30 17 dans les chambres 16 et 19. En raison de la position du piston déclencheur 24, l'air sous pression passe à travers le conduit 22 et le conduit 21 dans la chambre 20. A ce moment, le clapet 29 est rappelé vers le bas par le ressort 37. Bien que l'aire de la surface 33 du clapet 29 soit supérieure à celle de 35 sa surface 30, la différence de ces surfaces n'est, pas suffisante pour repousser le clapet jusqu'à la position inférieure sans l'action du ressort 37. Pour cette position du clapet, sa surface inférieure 30 porte sur le piston 32 et le piston 32 est en position de repos. 40 De plus, le passage 35 communique avec 1'ouverture 34 du clapet i9 15867 2008774 29 et, par suite, cette partie communique avec l'air libre. Quand le piston déclencheur 24 est enfoncé sous l'action du levier ou détente 28, le tiroir 25 est amené à la position représentée sur la fig. 4. De ce fait, le conduit 22 est mis en 5 communication avec l'air libre et l'air comprimé ne peut plus passer à l'intérieur du cylindre 23 du déclencheur parce que le tiroir 25 bloque alors l'entrée d'air. Il en résulte aussi que la chambre 20 est mise en communication avec l'air libre, ce qui supprime la pression de la surface 33 du clapet de soupape 10 29 et, par suite, la pression existant dans la chambre 19 soulève le clapet de soupape 29 de la façon représentée sur la fig. 4 en fermant de façon étanche l'ouverture 34 contre le joint 36 pour supprimer la communication entre l'ouverture 34 et le passage 35 communiquant avec l'air libre. L'air sous pres-15 sion passe alors de la chambre 19 dans la chambre d'entraînement 40 et repousse le piston 32 vers le bas en entraînant la tige de piston 38 pour qu'elle frappe un clou 15 afin de l'enfoncer dans les pièces à clouer. En même temps, l'air comprimé s'écoule à travers les ouvertures 39 du piston 32 et ensuite à travers 20 les ouvertures 44 de l'amortisseur 45 et les ouvertures 43 du cylindre de la chambre de travail pour remplir d'air comprimé la chambre 42. Cette circulation de l'air comprimé sert aussi à refroidir l'amortisseur 45 pour augmenter sa durée d'utilisation. 25 La phase finale de ce mouvement est représentée sur la fig. 4 suivant laquelle le piston 32 est en contact avec l'amortisseur 45. Quand le piston de déclenchement 24 est relâché, son ressort 26 le rappelle au repos. A ce moment, le tiroir 25 bloque 30 la communication entre le cylindre du déclencheur 23 et l'air libre et permet le passage de l'air comprimé à travers les conduits 22 et 21. De ce fait, l'air comprimé pénètre dans la chambre 20 et comme l'aire de la surface 33 du clapet de soupape 29 est supérieure à l'aire efficace de la surface 30 du 35 clapet de soupape 29, celui-ci est ramené à la position représentée sur la fig. 3. A ce moment, l'ouverture 34 est écartée du joint 36, et elle communique avec le passage 35 qui débouche à l'air libre. L'air comprimé échappe par suite à l'air libre à partir du côté supérieur du piston 32. Cependant, la chambre 40 42 est alors remplie d'air comprimé qui exerce une poussée vers 69 15867 2008774 le haut sur le piston 32 pour le ramener au repos. Pendant le retour au repos du piston, l'air comprimé échappe aussi à l'air libre à travers les ouvertures 39 du piston, l'ouverture 34 du clapet de soupape 29 et le passage 35. Avec cette combinaison 5 d'échappement, quand le piston 32 arrive à la position représentée sur la fig. 3, son mouvement de retour est extrêmement amorti et, par suite, le clapet de soupape 29 n'est pas endommagé . Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, 10 la tige de piston 38 ne traverse pas de façon étanche l'amortisseur 45, et ne traverse pas non plus de façon étanche le carter de l'outil. Il existe dans ce cas une certaine fuite d'air autour de la partie inférieure de la tige de piston 38. Cette fuite est insuffisante pour empêcher le fonctionnement du 15 système de retour au repos, mais elle sert à supprimer toute pression d'air excessive pouvant subsister après le retour du piston 32 à la position de repos de la fig. 3. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres 20 variantes sans que l'on sorte de son cadre. 69 15867 2Q08774 BETEUBICAIIOIS 1. Un appareil pour enfoncer des clous actionné par un fluide sous pression caractérisé par un carter, une chambre de travail dans le carter, un piston dans cette chambre comportant 5 des ouvertures espacées latéralement et pouvant coulisser de façon étanche alternativement dans la chambre d'entraînement, une chambre de rappel connectée à la chambre de travail, une première chambre pour la commande d'un clapet de soupape, une seconde chambre pour la commande du clapet de soupape, un clapet 10 de soupape comportant une première face dans la première chambre de commande et une seconde face dans la seconde chambre de commande, la surface efficace de la première face du clapet étant inférieure à la surface efficace de la seconde face du clapet et étant normalement en contact d'étanchéité avec le piston, 15 un premier dispositif pour transmettre l'air comprimé à la première chambre de commande du clapet, un second dispositif pour transmettre l'air comprimé à la seconde chambre de commande du clapet, un dispositif pour l'échappement de l'air comprimé à partir, de la seconde chambre de commande du clapet, et un dis-20 positif de déclenchement pour connecter sélectivement le conduit vers la seconde chambre de commande et le passage d'échappement. 2. Un appareil pour enfoncer des clous selon la revendication 1, caractérisé par un amortisseur comportant une ouverture et sur lequel vient frapper le piston à la fin de course 25 d'entraînement du clou, l'ouverture de l'amortisseur faisant communiquer la chambre d'entraînement avec la chambre de rappel au repos. 3. Un appareil pour enfoncer des clous selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par un cylindre de déclencheur 30 communiquant avec le second dispositif faisant passer l'air comprimé vers la seconde chambre t:de commande du clapet de soupape et vers le dispositif d'échappement de l'air sous pression à partir de cette seconde chambre de commande, et par un piston déclencheur dans ce cylindre pour bloquer sélectivement le con-35 duit.vers la seconde chambre et le conduit d'échappement. 4. Un appareil pour enfoncer des clous selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la chambre de rappel au repos a la même capacité d'air que la chambre d'entraînement et le piston comporte plusieurs ouvertures espacées latéralement 4-0 les unes des autres. 69 15867 2008774 5. Un appareil pour enfoncer des clous selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le clapet de soupape comporte une ouverture normalement fermée par le piston. 6. Un appareil pour enfoncer des clous selon l'une des 5 revendications 1 à 5, caractérisé par un joint normalement distant du clapet de soupape mais contre lequel le clapet peut venir "buter pour bloquer l'ouverture du clapet communiquant normalement avec l'air libre. 7. Un appareil pour enfoncer des clous selon l'une des re- 10 vendications 1 à 6, caractérisé par un ressort rappelant normalement le clapet de soupape contre la surface du piston. 8. Un outil pour enfoncer des clous, caractérisé par un piston pouvant subir un mouvement alternatif dans le carter de l'outil pour enfoncer un clou et pour revenir au repos, un dis- 15 positif pour envoyer de l'air sous pression contre le piston pour l'entraîner et pour permettre l'échappement de l'air comprimé au-dessus du piston à la fin de la course d'enfoncement du clou, une chambre de rappel au repos et une ouverture dans le piston communiquant avec cette chambre. 20 9. Un outil pour enfoncer des clous selon la revendica tion 8, caractérisé par un amortisseur contre lequel le piston vient buter à la fin de la course d'entraînement du clou, et comportant plusieurs ouvertures communiquant avec la chambre de rappel au repos et avec les ouvertures du piston. 25 10. Un outil pour enfoncer des clous selon la revendica tion 9» caractérisé en ce que les ouvertures du piston sont orientées dans la direction axiale de déplacement du piston et sont distantes du pourtour du piston.