Brevet FR2518925A1 — publié le 19830701

-1 2518925 La présente invention concerne un appareil de scellement comportant un piston de travail pouvant être entraîné par des gaz fortement comprimés et un élément d'arrêt sollicité par ressort pour s'accrocher dans un évidement du- piston de travail. Par exemple pour l'enfoncement d'un clou dans du béton, le piston de travail d'appareils de scellement du type précité est accéléré vers l'avant à partir d'une position initiale arrière Cette position initiale est essentielle pour une pression de gaz assurant une vitesse suffisante de propulsion du piston de travail. Pour garantir que le piston de travail, amené manuellement dans la position initiale, conserve cette position jusqu'au déclenchement se produisant par admission des gaz dans chaque position de travail de l'appareil de scelle- ment, un appareil de scellement connu comporte un élément d'arrêt s'accrochant sur le piston de travail Il s'agit dans ce cas d'une bille sollicitde par ressort, montée de façon à pouvoir se déplacer en translation dans le carter et qui, lorsque le piston de travail se trouve dans la position initiale, pénètre dans un évidement en forme de gorge de la tige du piston Cette action de re- tenue est supprimée lorsque, après le déclenchement de l'appareil, le piston de travail commence à avancer de sorte que l'évidement expulse la bille contre la force du ressort. Un inconvénient important de ce dispositif d'arrêt consiste dans la forte probabilité d'usure de l'élément d'arrêt Cela s'explique par le refou- lement maximal, de nature pulsatoire, du ressort par la bille déviée brusque- ment En outre ce dispositif d'arrêt présente l'inconvénient de produire de grandes forces de freinage dans la condition de retrait, ce qui entraîne des problèmes de manipulation lors d'un retour manuel du piston de travail dans la position d'amorçage. L'invention a pour but de créer un dispositif d'arrêt pour le piston de travail dans l'appareil de scellement, qui assure une transition entre de grandes forces de retenue dans une condition d'accrochage et des forces mini- males de retenue dans une condition de non-accrochage. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que, pour ramener l'élément d'arrêt dans l'évidement, il est prévu un ressort d'arrêt et un ressort de rappel et que l'élément d'arrêt peut être déplacé en retrait contre la force du ressort de rappel et en surmontant la force du ressort d'arrêt. Pour obtenir une grande force de retenue lors de l'accrochage de l'élément d'arrêt dans l'évidement du piston, il est prévu un ressort d'arrêt sous forme d'un ressort de compression et qui agit, par rapport à l'axe de l'appareil, sensiblement radialement sur l'élément d'arrêt Lorsque, par avance du piston de travail, l'élément d'arrêt est sorti radialement de l'évidement, -2 2518925 ce mouvement se produit contre la force du ressort d'arrêt jusqu'à ce que l'élément d'arrêt soit relevé à un niveau correspondant au contour de la surface périphérique du piston de travail Ensuite l'élément d'arrêt s'écarte sous l'effet de la force du ressort d'arrêt et contre un ressort de rappel agissant sensiblement axialement sur ledit élément On arrive alors à surmonter la force du ressort d'arrêt, ce qui peut se produire par une détente maximale du ressort d'arrêt Comme dans un processus de basculement, la force du ressort d'arrêt agissant sur l'élément d'arrêt diminue par conséquent jusqu'à zéro après franchissement de la valeur maximale. Avantageusement, on utilise pour surmonter la force du ressort d'ar- rêt une butée servant à limiter la course du ressort d'arrêt dans la position de retrait de l'élément d'arrêt Aussitôt que le ressort d'arrêt arrive en butée, directement ou indirectement, la transmission des forces du ressort d'arrêt à l'élément d'arrêt en retrait est interrompue; seule la force, sensiblement axiale, du ressort de rappel agit sur l'élément d'arrêt L'élément d'arrêt n'est par conséquent pas poussé, ou seulement avec une force minimale, contre le contour périphérique du piston de travail, de sorte qu'on est assuré d'une liberté de translation de ce piston de travail. Lorsque, dans le cas d'un mouvement de retrait du piston de travail jusque dans la position d'amorçage, son évidement parvient dans la zone de l'élément d'arrêt, celui-ci pénètre dans l'évidement, de sorte que le ressort d'arrêt s'oppose à nouveau à une déviation de l'élément d'arrêt Lors de la pénétration de l'élément d'arrêt dans l'évidement, celui-ci s'applique sous tension contre le ressort d'arrêt et il établit par conséquent, avec une force agissant radialement, une condition correcte d'accrochage dans l'évidement. Pour obtenir une répartition uniforme de forces sur le piston de travail, il est avantageux de prévoir au moins deux éléments d'arrêt placés l'un en regard de l'autre, et avantageusement quatre éléments d'arrêt répartis uniformément sur la périphérie du piston de travail A cet égard, il s'est avéré avantageux d'utiliser des éléments d'arrêt de forme cylindrique. Avantageusement il est prévu un élément de pression pour transmettre les forces entre le ressort d'arrêt et l'élément d'arrêt Il ne s'établit ainsi aucun accrochage direct du ressort d'arrêt sur l'élément d'arrêt se déplaçant dans des directions différentes Cela permet d'épargner le ressort d'arrêt et par conséquent de diminuer son usure La butée précitée servant à limiter la course du ressort d'arrêt coopère à cet égard avantageusement avec l'élément de pression. Selon une variante de l'invention, l'élément de pression est agencé sous la forme d'un rouleau Lorsque le ou les éléments d'arrêt ont une forme -3 2518925 cylindrique, il est avantageux d'utiliser un ou deux éléments de pression de la m&me forme La coopération d'éléments d'arrêt et d'éléments de pression de forme cylindrique garantit un mouvement mutuel de roulement desdits éléments lors de l'accouplement ou du ddsaccouplement des éléments d'arrêt Comme avan- tages, on obtient une usure minimale et de très faibles forces de blocage. Pour épargner encore plus le ressort d'arrêt, il est prévu, confor- mément à une autre caractéristique de l'invention, pour la transmission de la force du ressort d'arrêt à l'élément de pression, de disposer entre celui-ci et le ressort d'arrêt une rondelle comportant une surface de contact inclinée et transmettant essentiellement une force résultante à l'élément de pression La direction de la force du ressort est ainsi déviée de telle sorte que le ressort d'arrêt ne subisse aucune sollicitation brusque directe lors du processus de recul des éléments d'arrêt. Il est avantageux, principalement dans le but d'épargner les compo- sants, de disposer entre le ressort de rappel et l'élément d'arrêt un poussoir comportant une surface de contact inclinée transmettant essentiellement une force résultante à l'élément d'arrêt Le poussoir permet, sous l'effet d'un refoulement du ressort de rappel, un écartement axial du ou des éléments d'arrêt dans leur condition de non-accrochage L'accrochage des éléments d'arrêt dans les évidements est favorisé par la surface inclinée de contact. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre-d'exemple non limi- tatif, en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en coupe de la partie avant d'un appareil de scellement dont le piston de travail est placé dans la position initiale arrière, La figure 2 a montre le détail indiqué en II pour l'appareil de scellement de la figure 1, au début du mouvement d'avance du piston de travail, La figure 2 b montre le détail indiqué en Il pour l'appareil de scellement de la figure 1, lors du mouvement d'avance ou de recul du piston de travail, et La figure 3 est une coupe du piston de travail suivant III-III de la figure 2 a. L'appareil de scellement représenté sur la figure I comporte un carter se composant d'une partie arrière la et d'une partie avant lb, qui sont reliées coaxialement l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un disque de centrage 2 Dans la partie arrière la du carter, un tampon 3 formé d'un maté- riau élastique, tel que du caoutchouc dur, s'appuie cpntre le disque de centra- ge 2 Un piston de travail 4 traverse le tampon 3, le disque de centrage 2 et -: -4 2518925 un dispositif d'arrêt, désigné dans son ensemble par 5 et s'appuyant dans la partie avant lb du carter La partie extrême avant du piston de travail 4 pénètre dans un profil de guidage 6, qui est fixé à l'aide d'une vis de blocage 7 dans la partie avant lb du carter. -5 Le dispositif d'arrêt 5 se compose de quatre éléments cylindriques d'arrêt 8, placés par paires dans des positions mutuellement opposées et qui s'accrochent, dans la position d'amorçage du piston de travail 4 (figure 1), dans des évidements 9 du piston de façon à maintenir, par l'intermédiaire d'épaulements 9 a créés par les évidements, le piston de travail 4 dans la position initiale arrière jusqu'-à l'inflammation ou à la formation des gaz fortement comprimés servant au processus d'enfoncement Des éléments d'arrêt 8 sont poussés dans les évidements 9 par un ressort d'arrêt 11 se composant de - rondelles Belleville Cela est effectué avec interposition d'une bague d'arrêt 12 soutenant en avant le ressort d'arrêt 11 et dont le c Sté frontal, opposé-au ressort d'arrêt Sl, est agencé sous forme d'une surface inclinée de contact 12 a, qui agit de son coté sur les éléments de pression 13 agencés sous forme de rouleaux cylindriques Le soutien des éléments de pression 13 est assuré par une bague 14 qui est elle-même placée dans une cage 15 Cette dernière reçoit également la bague 12 et le ressort d'arrêt 11, qui s'appuie vers l'arrière contre une rondelle supérieure 16 Cette dernière est maintenue axialement sur une bague d'appui 17 montée dans la cage 15 Sur les éléments d'arrêt 8 agit en outre un ressort de rappel 18 dont la force est transmise par un poussoir 19 ou bien par sa surface inclinée de contact 19 a. Lorsqu'une pression de gaz est créée dans l'appareil de scellement, par exemple par inflammation d'une charge d'amorçage, la force exercée par ces gaz sur le piston de travail 4 dépasse la force de retenue du dispositif d'arrêt 5 et le piston de travail commence à avancer Dans une première phase, les éléments d'arrêt 8 sont alors dévis 'hors des évidements 9 par les épau- lements 9 a, comme le montre la figure 2 a Les éléments d'arret 8 poussent les éléments de pression 13 également radialement vers l'extérieur, ce qui se produit avec translation axiale de la bague 12 enopposition à la force du ressort d'arrêt 11 Les éléments d'arrêt 8 viennent alors se placer contre le contour périphérique du piston de travail 4 Pour garantir un roulement, réduisant l'usure au minimum, des éléments cylindriques d'arrêt 8 suivant un contact linéaire, le contour périphérique du piston de travail 4 comporte, dans le prolongement des évidements 9, des méplats 21 orientés longitudinalement, comme le montre notamment la figure 3 A mesure que le piston de travail 4 poursuit son mouvement d'avance, le ressort d'arrêt 11 pousse, par l'intermédiaire de sa bague d'arrêt 12 et des éléments de pression 13, les éléments d'arrêt 8 situés sur les méplats 2 I, en -5 2518925 produisant un décalage axial du poussoir 19 contre la force du ressort de - rappel 18 plus faible Les éléments de pression 13 s'appuient ensuite, comme le montre la figure 2 b, contre une butée 22 constituée par la bague 14 de sorte qu'ensuite la force du ressort d'arrêt Il n'agit plus sur les éléments d'arrêt 8. Le piston de travail 4 poursuivant sa translation, les éléments d'arrêt 8 s'appliquent alors pratiquement sans pression contre les méplats 21. Le piston de travail 4 peut ensuite faire déplacer le dispositif d'arrêt 5 sans qu'il se produise une force de retenue sensible. Le dispositif d'arrêt 5 reprend sa position d'arrêt quand le piston de travail 4 a reculé jusque dans la position initiale arrière, les évidements 9 parvenant ensuite dans la zone des éléments d'arrêt 8 Le ressort de rappel 18 refoule alors, par l'intermédiaire du poussoir 19, les éléments d'ârrêt 8 en les faisant rouler sur les éléments de pression 13 jusque dans les évidements 9, comme le montre la figure 1 Les éléments de pression 13 s'appuyant contre la butée 22 sous l'effet de la force exercée par le ressort d'arrêt Il maintien- nent maintenant à nouveau les éléments d'arrêt 8 dans une position d'arrêt ou de retenue. -6 2518925 REVENDICATIONS 1 Appareil de scellement comportant un piston de travail pouvant être propulsé par des gaz fortement comprimés et un élément d'arrêt sollicité par ressort pour s'accrocher dans un évidement ménagé dans le pistonlde tra- vail, caractérisé par le fait que, pour l'engagement de l'élément d'arrêt' ( 8) dans l'évidement ( 9), il est prévu un ressort d'arrêt ( 11) et un ressort de rappel ( 18) et que l'élément d'arrêt ( 8) peut être sorti dudit évidement contre la force du ressort de rappel ( 18) et en surmontant la force du ressort d'arr 8 t ( 11). 2 Appareil de scellement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour limiter la course du ressort d'arrêt ( 11) dans la position de sortie de l'élément d'arrêt ( 8), il est prévu une butée ( 22). 3 Appareil de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément de pression ( 13) pour la transmission de force entre le ressort d'arrêt ( 11) et l'élément d'arrêt ( 8). 4 Appareil de scellement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément de pression ( 13) est agencé sous forme d'un rouleau Appareil de scellement selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'il comprend entre l'élément de pression ( 13) et le ressort d'arrêt ( 11) une bague ( 12) comportant une surface inclinée de contact ( 10 a) transmettant essentiellement une force résultante à l'élément de pression. 6 Appareil de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend entre le ressort de rappel ( 18) et l'élément d'arrêt ( 8) un poussoir ( 19) comportant une surface inclinée de contact ( 19 a) transmettant essentiellement une force résultante à l'élément d'arrêt ( 8).