Brevet FR2361209A1 — publié le 19780310

La présente invention concerne une machine à clouer, ou agrafer, comprenant un organe de percussion associé à un piston de commande, ainsi qu'un piston auxiliaire déplaçable entre des postions de fin de course haute et basse qui est adapté à dégager un espace pour l'admission d'un mélange détonant, en combinaison avec un moyen d'allumage, le piston auxiliaire étant aménagé intérieurement, d'une part, pour emmagasiner à sa position de fin de course haute un volume déterminé de carburant et, d' autre part, pour transférer ce carburant dans ledit espace, formant chambre de combustion entre une culasse fixée au cylindre et le piston de commande, avec une admission d'air extérieur pour former dans cette chambre un mélange détonant, le moyen d'allumage étant adapté à provoquer l'explosion dudit mélange lorsque le piston auxiliaire est en position de fin de course basse, tandis que des moyens sont prévus pour immobiliser ledit piston auxiliaire à sa position de fin de course haute. Les moyens prévus pour immobiliser le piston auxiliaire à sa position de fin de course haute sont constitués par un cliquet sous forme d'une béquille, fixée par une extrémité à la culasse, et susceptible d'occuper une position active pour laquelle l'autre extrémité immobilise le piston auxiliaire par appui sur la face inférieure d'une coupelle associée à ce dernier, ou une position inactive, pour laquelle ladite extrémité se trouvant devant une ouverture ménagée dans la coupelle libère celle-ci et par suite le piston auxiliaire. Suivant une caractéristique de l'invention, la machine du genre considéré ci-dessus se caractérise notamment en ce qu'elle comporte une timonerie apte'à conjuguer le déclenchement de la béquille, et la commande de la soupape d'échappement en ouverture fermeture, à partir d'un unique organe de commande, en sorte qu'un cycle de fonctionnement est entierement automatique, l'utilisateur n'ayant qu'à actionner l'organe de commande unique constitué par un bouton poussoir. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'alimentation en carburant qui était effectuée, selon la demande de brevet principal, radialement à travers la culasse, est maintenant réalisée axialement à travers un fond de cylindre, le piston auxiliaire étant aménagé intérieurement avec un clapet pouvant occuper soit une position ouverte d'admission de carburant lorsque le piston auxiliaire est en position immobilisée de fin de course haute, ou au contraire fermée, lorsque ledit piston auxiliaire est libéré de l'effet de la béquille. Les perfectionnements indiqués dans ce qui précède conduisent à un fonctionnement particulièrement fiable de la machine, avec des moyens dont l'exécution est simple, ne nécessitant pas une très'grande précision, et partant de bas prix de revient. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple, en référence aux planches de dessins annexées dans lesquelles la figure 1 montre en élévation, avec coupe partielle, une machine conformément à l'invention les figures 2 à 4 illustrent en élévation coupe deux phases de fonctionnement du mécanisme d'actionnement de l'organe de percussion; les figures 5 et 6 sont des vues partielles de fonctionnement. Dans la forme d'exécution choisie et représentée à la figure 1, la machine comprend une partie 10 formant poignée de préhension et, associée à cette dernière une partie 11. La partie 10 est prévue de manière à loger des accessoires tels qu'un réservoir à gaz 12, un détendeur 13 relié à ce réservoir à gaz, une bobine d'allumage 14 reliée électriquement, d'une part, à une source d'energie sous forme de batteries d'accumulateurs 15, et d'autre part, à un circuit électrique (non représen te) aboutissant à un allumeur 16 visible en particulier aux figures 2 à 4, placé dans la chambre de combustion. La partie 10 loge aussi un bouton poussoir de commande in disque dans son ensemble par la référence 20, et est adaptée àfaner un magasin 21 pour des clous, agrafes, ou autres 22 débouchant sur une tête d'agrafage indiquée dans son ensemble en 23 et formant guide d 'enfoncement. Quant à la partie 11, elle comporte un cylindre 25 fermé à ses extrémités par des fonds respectivement 26 et 27 ; interieu- rement le cylindre est équipé d'une culasse fixe 28 et il reçoit un piston principal 29 auquel est associé un organe de percussion 30. Entre le piston principal 29 et le fond 27, le cylindre 25 loge un ressort spiralé 32 en appui par l'une de ses extrémités sur le piston principal, et par son autre extrémité sur le fond 27; le piston principal est susceptible de déplacements axiaux brutaux en va et vient sous l'impulsion d'un mécanisme indiqué globalement en 34, en sorte que le mécanisme entrain le piston principal, et par suite l'organe de percussion, d'une position de retrait à une position active au cours de laquelle un article 22 est extrait du magasin 21 et enfoncé, tandis que le ressort 32 a pour fonction de ramener ces deux éléments (piston principal et organe de percussion) en position de retrait prêts pour un nouveau cycle. Le mécanisme d'actionnement qui est logé dans une partie supérieure du cylindre 25 comprend un équipage formé d'un piston secondaire ou auxiliaire 36 coaxial à l'axe du cylindre et auquel est associée en partie supérieure une coupelle 37 ; le piston secondaire est susceptible de coulissement, au Jeu de fonctionnement près, dans un alésage 38 ménagé dans la culasse tandis qu'un ressort 39 interposé entre la coupelle précitée 37 et le fond 26 tend à repousser cette dernière vers le bas. Une poignée d'armement PA, saillante à l'extérieur du cylindre, est associée à la coupelle et partant au piston auxiliaire puisque ce dernier est lié à la coupelle ; elle est montée librement coulissante sur la coupelle grâce à des perçages ménagés à cet effet. Lorsque la machine est au repos, mais armée, les différents organes se trouvent ainsi qu'il est indiqué aux figures 1 et 2. Sur ces figures, le piston auxiliaire 36 est en position de fin de course haute ; il est maintenu dans cette position par une béquille 40 en matériau à ressort, liée en partie inférieure à la culasse 28. La béquille précitée comporte une butée d'arr8t formée par un épaulement à rampe 40A apte à coopérer avec la coupelle 37 ; au delà de la butée citée ci-dessus, la béquille comporte un prolongement 40B traversant une ouverture 37A ménagée dans la coupelle. Sur le prolongement précité est engagée une première douille, dite inférieure 42 avec collerette 42A, sur laquelle est engagée une seconde douille, dite supérieure 43 avec une collerette 43A. Un premier ressort 44 prend appui par ses extrémités sur les collerettes précitées disposées tette bêche, tandis qu'un second ressort 45 est interposé entre un dé 48 engagé à force dans la douille inférieure et un élément de butée 47 solidarisé au fond du cylindre. Le premier ressort 44 a pour but d'écarter les deux douilles 42-43 l'une de l'autre, tandis que le second ressort 45 a pour fonction d'exercer une poussée sur les deux douilles à travers le premier ressort 44. A noter que les deux douilles précitées sont disposées dans une ouverture 26D prévue dans le fond 26 du cylindre, cette ouverture ayant une autre fonction qui est de constituer un passage permettant une arrivée dtair pour constituer un mélange détonant dans la chambre de combustion. Extérieurement, le fond 26 du cylindre porte un organe de transmission de mouvement sous forme d'une fourchette 50 montée pivotante autour d'un axe 51 ayant des branches SIA, 51B s'étendant de part et d'autre de cet axe. La branche S1A forme un becquet de commande apte à coopérer avec la collerette 43A de la douille supérieure 43, tandis que la branche 51B présente en partie terminale une ouverture 51C pour le passage de la partie terminale de la tige 55A d'une soupape indiquée globalement en 55. La soupape précitée comporte de manière usuelle une tête de soupape 55B destinée à coopérer avec un siège 28A ménagé à cet effet dans la culasse, tandis qu'une ouverture 28B débouchant à l'extérieur est également ménagée dans cette culasse pour l'éva- cuation des gaz broyés. La tige 55A s'étend donc de la culasse, qu'elle traverse, jusqu'au dela de la face extérieure du fond 26, et la soupape est sollicitée en fermeture par l'intermédiaire dtun ressort 58 interposé entre une bague 59 et la branche 51B de la fourchette. Un manchon 60 est engagé sur la tige 55A de la soupape ; il présente une longueur telle que ses extrémités sont, l'une au contact de la branche 51B de la fourchette 51, en traversant la coupelle 37 et le fond 26 du cylindre, tandis que l'autre est dépassante dans la lumière d'échappement 28B. La soupape d'échappement 55 est donc guidée à travers le manchon 60 en deux points situés au voisinage de la tête de soupape et en partie terminale de la tige de soupape. Dans la lumière d'échappement 28B est disposé un doigt de manoeuvre 65 lié à une extrémité d'un levier de manoeuvre 66 longeant le cylindre, et dont 11 autre extrémité est adaptée à coopérer avec le bouton poussoir 20. Le doigt de manoeuvre précité est engagé par une lumière terminale 65A sur la tige de la soupape au voisinage de la tête et ce, entre une collerette 67 prévue sur la tige de soupape et l'extrémité correspondante du manchon 60. Le bouton poussoir 20 est associé par vis 68 à une protubérance 69 prévue sur le corps du cylindre, il est apte à coulisser dans cette protubérance et il est soumis à l'action d'un ressort 70 tendant à la repousser vers le bas. Un second ressort 71 est engagé sur le levier 66 ; ce ressort est légèrement plus fort que le ressort 58 associé à la soupape 55 et il est, par une extrémité, en butée sur un appui 25A prévu latéralement au cylindre, tandis que son autre extrémité est en appui sur un bossage terminal 66A du levier 66, ce bossage étant, par ailleurs, destiné à coopérer avec le bouton poussoir 20. Ainsi, en partant du bouton poussoir 20, les éléments respectivement 66, 65, 60 et 51 forment une timonerie apte à assurer la commande conjuguée de la béquille 40 et de la soupape d'échap- pement 55. Quant au piston auxiliaire 36, il présente à sa partie supérieure un alésage 36A comportant une surface en tronc de cane 36B, destinée à s'emboîter sur un bossage correspondant 26A prévu sur la face intérieure du fond 26. Dans le bossage précité se trouve une enceinte, aménagée pour former un siège 26C à un clapet 72 soumis à l'action d'un ressort 73 et comportant une tige de clapet 74, l'enceinte étant en communication par l'intermédiaire d'une canalisation 75 avec le détendeur 13. La tige de clapet ason extrémité destinée à coopérer, lorsque le mécanisme est armé, c'est à dire lorsque le piston auxiliaire 36 est en position de point mort haut, avec un voile 78 ajouré en 79 prévu dans le piston auxiliaire de manière telle que le clapet 72 ne repose pas sur son siège, autorisant ainsi l'amenée de gaz dans une chambre 73A, En partie inférieure le piston auxiliaire 36 est adapté à loger des moyens de transfert comportant un clapet indiqué dans son ensemble par la référence 82.A cet effet le piston auxiliaire 36 comporte un bossage intérieur 36g avec passage axial 36h dans lequel est engagé un prolongement 82A du clapet 82 destiné à coopérer avec un siège 36i formé par une arête d'un passage 36j. L' extrémité libre du prolongement 82A est soumise à l'action d'un ressort 83 tendant à maintenir le clapet 82 en position de ferme- ture sur son siège. Le clapet précité 82 est prolongé en vis à vis du piston pr-incipal par un tronçon de tige 84 portant à son extrémité un disque 85 dont l'utilité apparaîtra plus loin. Le piston auxiliaire est aussi pourvu sur la face qui est en regard de la face correspondante du piston principal d'au moins deux ergots 88, 89 diamétralement opposés, cette face du piston principal comportant elle-mEme un premier évidement central 29A dans lequel débouche un second évidement radial 29B situé en regard de l'allumeur 16. Le fonctionnement de la machine décrite dans ce qui précède peut s'analyser de la manière suivante. Au démarrage la machine n'étant pas armée, suite par exemple à une inutilisation plus ou moins prolongée le piston auxiliaire est à son point mort bas ; il est donc nécessaire d'amener le piston auxiliaire à son point mort haut et pour cela on exerce une traction (flèche F , figure 2) sur la poignée d'armement PA. Dans cette position, les différents organes de commande sont tels que représentés à la figure 2 c'est-à-dire que - le piston principal 29 et par suite I1 organe de percus sion 30 sont en position haute - le piston auxiliaire 36 est à son point mort haut où il est maintenu par la béquille 40 immobilisant la coupelle 37; - la fourchette 51 est par sa branche 51B en appui sur le dessus du fond 26 du cylindre - la soupape 55 est en position d'ouverture du fait que le ressort 71 est légèrement plus fort que le ressort 58 tendant à la fermeture de la soupape; - le clapet 72 est ouvert ce qui permet l'admission d'une certaine quantité de gaz dans la chambre 73A, où il est confiné du fait que le clapet de transfert 82 est en posi tion fermée (action du ressort 83); - le bouton poussoir 20 n'est pas sollicité. Si le bouton-poussoir 20 est sollicité dans le sens de la flèche F2 (figure 2) la position des organes devient la suivante (figure 3) - le doigt 65 du levier de manoeuvre 66 étant déplacé vers le haut provoque le déplacement suivant le flèche F3 du manchon 60, ce qui a pour effet a) de permettre la fermeture de la soupape par l'in- termédiaire du ressort 58 b) de provoquer le basculement suivant la flèche F4 de la fourchette 51. - au cours du basculement de la fourchette, la branche SIA formant becquet prend appui sur la collerette 43A de la douille supérieure 43 ce qui entratne la béquille 40 sui vant la flèche F5 ; - ainsi entraînée la butée 40A de la béquille libère la coupelle 37 et par suite le piston auxiliaire 36, lequel, sous l'action du ressort 39 descend brusquement dans la direction du piston principal (flèche F6), jusqut ce que la coupelle 37 prenne appui sur la culasse La descente du piston auxiliaire 36 a pour effet a) d'assurer la fermeture du clapet 72 qui se trouvant libéré de la butée 78 prend appui sur son siège sous l'effet du ressort 73. L'arrivée du carburant est ainsi obturée ; il est noté ici que la fermeture du clapet 72 est effectuée avant l'ouverture du clapet 82. b) de repousser le piston principal 29 par contact des ergots de piston auxiliaire avec l'évidement 29A du piston principal ; au cours de l'entrée en contact du piston auxiliaire 36 avec le piston principal 29, le clapet 82 a été repoussé à demi hauteur vers le haut à l'encontre du ressort 83 c) de permettre l'entrée d'air dans la chambre 73A du piston auxiliaire dès le début de la descente de ce dernier, cet air balayant la chambre conduit à un mé lange intime carburant-comburant dans l'espace E qui constitue une chambre de combustion (le trajet de l'air est représenté en pointillés et le mélange en trait plein). A ce stade le piston auxiliaire est à son point mort bas, et le mélange carburant-comburant emplit la chambre de combustion E; simultanément 1' extrémité inférieure de l'organe de percussion est venue au contact (voir figure 1) d'un retour 86A ménagé à l'extrémité dlune lamelle escamotable 86 insérée dans la teXte d'agrafage 23, cette lamelle étant par son autre extrémité montée oscillante en 86B soumise à l'action d'un ressort 86C, et escamotée lorsque le piston auxiliaire est en fin de course haute par l'intermédiaire d'une tringlerie (non représentée) agissant sur la tirette 86D. Le circuit d'allumage déclenche une étincelle indiquée en 90 (figure 3) qui provoque la mise à feu du mélange. L'explosion du mélange détonant dans la chambre de combustion a pour effet a) de plaquer le disque 85 contre le fond du piston auxiliaire en obturant le passage 36j contre Le retour des gaz, de provoquer la remontée rapide du piston auxiliaire et son verrouillage à sa position de point mort haut du fait que la coupelle associée au piston auxiliaire est à nouveau en appui sur la butée 40A de la béquille 40 après une oscillation de cette dernière sous l'effet de la rampe 40B et après avoir repoussé la douille inférieure 42, et aussi du fait que l'or gane de percussion est provisoirement en appui sur le retour 86A de l'élément 86;; b) de déverrouiller le piston principal 29 par la lamelle 86 en réponse au retour du piston auxiliaire en point mort haut (action sur la tirette 86D). Le piston principal poussé brutalement vers le bas en trame l'organe de percussion 30 associé à l'encontre du ressort 32. A la figure 4, le piston auxiliaire a été représenté en cours de remontée. Lorsque le piston principal est arrivé à son point mort bas (figure 4) l'article à enfoncer : clou, agrafe, ou autre, est enfoncé et le piston principal 29 remonte de lui-meme à sa position initiale sous l'action du ressort 32. En relachant le bouton poussoir 20, la soupape 55 qui était jusqu'alors en position de fermeture est amenée en position d'ouverture permettant l'évacuation des gaz vers l'extérieur par le passage 28B, évacuation favorisée par la remontée du piston principal. Un cycle de fonctionnement étant terminé, tous les organes sont en position d'attente pour un nouveau cycle, c' est-à-dire dans les positions représentées à la figure I. On obtient ainsi un fonctionnement entièrement automatique au coup par coup. I1 convient de noter que dans l'éventualité où l'utilisateur maintiendrait une pression sur le bouton poussoir 20, llen- clenchement du piston auxiliaire à sa position de point mort haut n'est pas interdit pour autant. En effet, en supposant que la fourchette 50 soit maintenue basculée, ainsi quelle est montrée aux figures 3 et 5, la coupelle 37 vient se réenclencher en prenant appui sur la butée 40A; en fin de remontée les douilles 42, 43 sont repoussées vers le haut par la coupelle 37, mais, comme la branche 5LA de la fourchette 51 n'est pas escamotée, la collerette 43A de la douille supérieure 43 vient buter contre la face inférieure de la branche SIA, ce qui a pour effet de comprimer légèrement le ressort 44. Lorsque la fourchette 51 est libérée (pression supprimée sur le bouton poussoir 20) elle reprend sa-position initiale par basculement suivant la flèche F7 (figure 5) ce qui a pour effet de dégager la collerette 43A de la douille 43 qui à son tour se trouvant libérée revient/en position initiale sous l'action du ressort 44. Il convient de remarquer que tant que la fourchette 51 ntest pas revenue en position initiale, un cycle ne peut etre déclenché. De plus, dans le cas où la pression sur le bouton serait relachée avant la fin du cycle de fonctionnement, ce dernier ne serait pas perturbé pour autant bien que la soupape d'échappement soit sollicitée en ouverture. En effet, le volume du mélange détonant contenu dans la chambre E et le faible espace prévu entre la tête de la soupape d'échappement 55B et son siège 28A sont tels que dès que la mise à feu est effectuée la tête de soupape subit une pression telle qu'elle se ferme repoussant le doigt de manoeuvre 65, ce qui écarte le bossage 66A du bouton poussoir en position de repos. Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée à la forme d'exécution choisie et représentée, laquelle est au contraire susceptible de modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention REVF.ND ICAT IONS 1) Machine percussion pour clouer, agrafer on similaire, du type comportant un organe de percussion associé à un piston principal de conande, ainsi qu'un piston auxiliaire déplaçable entre des positions de fin de course haute et basse, et adapté a dégager en position de fin de course basse, un espace pour l'admission d'un mélange détonant, en combinaison avec un moyen d'allumage, le piston auxiliaire étant aménagé intérieurement, d'une part, pour emmagasiner en fin de course haute un volume déterminé de carburant et, d'autre part, pour transférer ce carburant dans ledit espace formant chambre de combustion entre une culasse fixée au cylindre et le piston de commande, avec un appel d'air extérieur pour y format un mélange détonant, le moyen d'allumage étant adapté à provoquer l'explosion dudit mélange en fin de course basse dudit piston auxiliaire, tandis qu'un cliquet est prévu pour occuper deux positions, l'une où il-est immobilisé en position fin de course haute du piston auxiliaire, et l'autre où il libère ce piston auxiliaire de sa position de fin de course haute, les gaz brûlés étant évacués par une soupape d'échappement, machine caractérisée en ce qu'elle comporte une timonerie apte à assureur, conjointement, le déclenchement du cliquet et la manoeuvre en ouverture-fermeture de ladite soupape d'échappement à partir d'un meme organe de commande. 2) Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la timonerie comprend, associé à un bouton poussoir de commande, un doigt de manoeuvre dont une partie terminale est engagée sur la tige de la soupape d'échappement entre une collerette prévue en retrait de la tEte de soupape et une extrémité d'un manchon entourant ladite tige de soupape, ce manchon étant par son autre extrémité au contact d'un organe de transmission installé entre la queue de soupape et une partie terminale correspondante du cliquet. 3) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la tige de soupape est pourvue d'un ressort tendant à la ramener en position de fermeture, tandis que le bouton poussoir est soumis à l'action d'au moins un ressort antagoniste au ressort de soupape, ce dernier étant plus faible que le ressort associé au bouton poussoir. 4) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort de la soupape d'échappement coopère avec l'organe de transmission pour tendre à ramener ce dernier dans une position inactive et ramener simultanément la soupape d'échappement en position de fermeture. 5) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe de transmission est formé par une fourchette à deux branches s'étendant de part et d' autre d'une articulation portée par un fond du cylindre, une première branche dudit organe coopérant avec le ressort de soupape précité, et une seconde branche étant conformée en becquet pour coopérer avec le cliquet. 6) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cliquet est formé par une tige en matériau à ressort dont une extrémité est fixée à la culasse, tandis que l'autre extrémité est équipee de moyens propres à coopérer avec le becquet précité. 7) Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens propres à coopérer avec le becquet sont constitués par deux douilles avec collerettes engagées tette boche sur la béquille et entre lesquelles un ressort prend appui sur les collerettes, la douille supérieure coopérant avec le becquet, étant soumise à l'action d'un moyen élastique. 8)Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cylindre comporte un fond aménagé pour le passage de la tige de soupape, pour supporter 1' organe de transmission, et pour permettre le débattement desdites douilles par un passage ménagé à cet effet, ce passage constituant en mebme temps un orifice d'admission d'air. 9) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond de cylindre est aménagé en outre pour former une chambre avec clapet, cette chambre étant en communication avec une alimentation coaxiale en carburant. 10)-Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le clapet est asservi au piston auxiliaire en ouverture-fermeture. 11) Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cylindre est associé à une poignée de préhension aménagée pour loger une réserve de carburant tel que gaz, un détendeur, une série de batteries d'accumulateurs, une bobine en liaison avec la batterie et un magasin pour articles à enfoncer, débouchant dans un guide d'enfoncement. 12) Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que le guide d'enfoncement loge une lamelle élastique escamotable adaptée à offrir une résistance temporaire à l'organe de percus sion lorsque le piston auxiliaire n'est pas en position de fin de course haute.