Brevet FR2516429A1 — publié le 19830520

La présente invention concerne de manière générale un outil actionné par la poudre et, plus précisément, un tel outil comportant un moyen d'indication d'un état de surpression de l'outil ainsi qu'un nouveau dispositif de blocage de la butée de retour. Le type d'outil actionné par la poudre concerné par la présente invention est un outil conçu pour accepter un clou à l'extrémité avant du canon, et une cartouche à l'extrémité c 6 té culasse du canon On appuie l'outil contre la surface de travail afin de libérer un mécanisme de sécurité, puis ensuite on fait partir le coup Des outils de ce type ont été décrits dans les brevets des Etats Unis d'Amérique suivants N O 3 066 302 au nom de De Caro et al; 3 494 125 au nom de Robinson 3 678 808 au nom de Hsu et al; et 4 114 792 au nom de Pomeroy. Comme expliqué dans le brevet Hsu et al susmentionné, il est souhaitable dans un outil du type décrit dans ce qui précède de prévoir un moyen pour absorber l'énergie du piston afin d'éviter la flexion de ce dernier ou tout autre dommage qu'il pourrait subir lorsqu'il vient à être soumis à une surpression, ou force excessive, par exemple quand le clou est chassé dans un matériau relativement mou Dans le brevet Hsu et al, le problème est résolu en réalisant une partie effilée du piston en un métal relativement plus tendre que celui de l'élément de butée contre lequel il vient dans le canon, de sorte que si une pression excessive est appliquée au piston, l'énergie est dissipée par extrusion de la partie effilée plus tendre du piston Bien que cette disposition soit généralement satisfaisante, elle ne donne à l'opérateur aucune indication sur le fait qu'il s'est produit une surpression, et qu'il faudrait peut-être en conséquence remplacer le piston Un autre outil utilise comme élément de butée un anneau métallique écrasable qui, lorsque le piston vient le frapper en cas de surpression, se trouve partiellement écrasé sans toutefois être extrudé ou fournir une quelconque indication sur le fait qu'il se produit une surpression Un objet de la présente invention est de prévoir un moyen pour indiquer visuellement que le piston de l'outil a été soumis plusieurs fois à une surpression. Dans les outils actionnés par la poudre du type considéré dans la présente spécification, une butée de retour est montée dans la paroi de l'enveloppe du canon et dépasse dans une fente de guidage de forme oblongue prévue dans le canon, qui coulisse dans l'enveloppe La butée de retour sert à limiter l'avancée du piston dans le canon au moment o ce dernier est lancé en avant dans son enveloppe afin de rendre l'outil prêt à faire partir le coup La butée d'arrêt peut être sortie de 16429 l'enveloppe afin de permettre le remplacement éventuellement nécessaire du canon ou du piston contenus dans l'enveloppe Dans l'outil décrit dans le brevet précité De Caro et al, la butée d'arrêt est réalisée sous la forme d'un élément fileté vissé dans un trou taraudé prévu dans la paroi de l'enveloppe du canon Au cours d'une utilisation prolongée de l'outil, l'élément de butée est susceptible de se dévisser et de devenir lâche dans son trou, risquant ainsi de rendre l'outil dangereux Les brevets Robinson et Pomeroy mentionnés précédemment décrivent l'un comme l'autre une butée de retour montée dans l'enveloppe du canon et poussée élastiquement dans sa position arrière de blocage Ce dispositif offre davantage de sécurité qu'un élément de butée fileté mais il est relati- vement long à démonter pour permettre de sortir le canon et le piston de l'enveloppe en cas d'intervention pour l'entretien ou la réparation de l'outil Un autre objet de l'invention est donc de prévoir un nouveau moyen de blocage de la butée de retour de l'outil qui offre des garanties de sécurité tout en étant facile à libérer pour sortir la butée de l'enveloppe du canon. Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu dans le canon de l'outil, en face du piston, un élément de butée extrudable sur lequel vient heurter le piston si celui-ci reçoit une poussée excessive. Un passage s'étend de la rainure dans laquelle se trouve l'élément de butée extrudable jusqu'à l'extrémité avant du canon de l'outil, de sorte que si le piston reçoit répétitivement une poussée trop forte, la matière de l'élément de butée se trouve refoulée dans le passage jusqu'à l'avant de l'outil, constituant une indication visuelle qui avertit l'utilisateur de la surpression. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu pour l'outil une seule et unique butée de retour ainsi qu'un moyen de retenue de cette butée dans l'enveloppe du canon La butée de retour est normalement montée à l'avant dans une fente de l'enveloppe du canon. La butée présente une encoche ouvrant vers l'avant dans laquelle s'engage une partie de l'enveloppe du canon afin de retenir rigidement la butée dans l'enveloppe Si l'on amène la butée en position arrière dans la fente de l'enveloppe, on peut alors la sortir de l'enveloppe Le moyen de retenue de la butée est constitué par une gorge circulaire prévue dans la paroi extérieure de l'enveloppe et derrière la butée lorsque celle-ci se trouve dans sa position avant Une paire de segments de blocage semi- circulaires est placée dans la gorge L'un de ces segments présente une découpe axiale ouvrant sur son bord avant et recevant la butée Un ressort libérable retient les segments dans la gorge, mainte- nant en conséquence la butée verrouillée dans sa position avant dans l'enveloppe du canon. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures qui représentent: la figure 1, une vue en élévation de c 8 té de l'outil de la présente invention sur laquelle la partie avant du canon est montrée partiellement en coupe longitudinale; la figure 2, une vue éclatée en perspective de l'outil de la figure 1 montrant le dessous de l'outil et son dispositif de blocage de la butée de retour; la figure 3, une vue fragmentaire du dessous de l'outil de la figure 1 sur laquelle le dispositif de blocage de la butée de retour est entièrement installé; la figure 4, une vue en coupe transversale de l'outil de la figure 1 selon la ligne 4-4 de la figure 3. On va procéder maintenant à la description détaillée d'une réalisation préférentielle de l'invention en se reportant aux figures sur lesquelles l'outil 10 représenté est destiné à chasser un clou 12 dans une surface dure 14, telle que du béton L'outil comprend un carter formant poignée 16, une enveloppe de canon 18 fixée dans le carter 16 par une rondelle de fixation 20, un canon 22 coulissable dans l'enve- loppe 18 et un piston captif 24 glissant dans le canon 18 Le piston 24 comporte à l'arrière une tête 26 de diamètre relativement important et glissant dans le canon, ainsi qu'une tige avant 28 de diamètre plus faible glissant dans un évidement axial 30 ménagé dans un prolongement de canon 32 monté à l'extrémité avant du canon 22 Le piston 24 est conçu pour être actionné par une cartouche d'explosif placée dans le bloc de culasse, non représenté, de l'outil. Une butée de retour est montée dans l'enveloppe du canon en face de la tête 26 du piston 24 La butée de retour sert à bloquer le piston pour l'empêcher de se déplacer vers l'avant au moment o le canon est lui-même lancé en avant dans l'enveloppe pour préparer l'outil à envoyer le coup Quand le canon 22 est lancé en avant, le piston, bloqué par la butée de retour, se trouve confiné dans la partie arrière du canon de sorte qu'il devient possible d'introduire un clou 12 dans le prolongement du canon 32 On presse alors l'outil contre la surface de travail 14, repoussant ainsi le canon de l'outil vers l'arrière de telle sorte que son extrémité arrière vient en prise contre le corps de culasse situé dans le carter 16, plaçant l'outil en état prêt à tirer Quand l'opéra- teut tire sur la gâchette de l'outil, le percuteur équipé dans ce dernier est propulsé contre une cartouche d'explosif contenue dans le bloc de culasse, ce qui provoque la poussée en avant du piston dans le canon, chassant de ce fait le clou 12 dans la surface de travail, après quoi le piston adopte la position représentée sur la figure 1. La construction qui vient d'être décrite de manière générale est typique des outils d'usage courant dans l'industrie et il n'est pas jugé nécessaire d'en expliquer davantage les détails Pour une descrip- tion plus complète du mécanisme de mise à feu et de fonctionnement de l'outil, on pourra se reporter à l'un quelconque des quatre brevets cités dans ce qui précède. Le perfectionnement apporté par la présente invention réside dans l'élément de butée utilisé pour absorber de l'énergie en cas de poussée excessive exercée sur le piston ce qui se produit quand la surface de travail 14 est constituée par un matériau relativement mou ainsi que dans la butée de retour et dans le moyen destiné à retenir cette butée dans l'enveloppe du canon. Le nouveau dispositif prévu par la présente invention pour constituer l'élément de butée est illustré par la figure 1 Comme on le voit sur cette figure, le prolongement de canon 32 comporte à l'arrière et extérieurement une collerette circulaire 36 qui définit une surface en anneau orientée vers l'avant, 38 Une surface chanfreinée 39 est prévue à l'arrière de la collerette 36, tournée vers l'évidement 30. A la surface 39 correspond un épaulement évasé 40 orienté vers l'avant et assurant la transition entre la tige 28 et la tête 26 du piston Un nez 42 est vissé dans l'extrémité avant du canon Le nez 42 entoure étroitement le prolongement de canon 32, formant ainsi une collerette circulaire interne à l'extrémité avant du canon 22 Un épaulement d'arrêt 44 de surface oblique tournée vers l'arrière est formé à l'arrière du nez 42 Un passage 46 axialement orienté s'étend de l'épaulement 44 à l'avant 48 du nez à des fins qui seront exposées plus loin Ce passage peut être obtenu en réalisant une gorge axiale dans la paroi interne du nez 42 Une butée d'arrêt extrudable 50 est en place dans la rainure circulaire définie entre, d'une part les épaulements 38 et 44, et, 251 '6429 d'autre part, la paroi interne du canon 22 et la paroi externe du prolongement de canon 32 La butée d'arrêt 50 est de préférence réalisée sous la forme d'un manchon en matière plastique, par exemple du polye- thylène UHMW tel que celui vendu par la société Cadillac Plastic and Chemical de Detroit, Michigan, E U A Cette matière plastique est un matériau de haute densité qui sert de tampon pour absorber les chocs, dissipant l'énergie due à une pression excessive appliquée au piston. Plus précisément, lorsqu'il se produit une surpression sur le piston, l'épaulement 40 du piston vient buter contre la face arrière 39 du prolongement de canon 32, amenant ainsi de force la surface 38 du prolon- gement 32 contre la partie arrière du manchon en matière plastique 50 qu'elle vient donc frapper axialement Si une force excessive est appli- quée répétitivement au piston, une partie de la matière plastique du manchon 50 est refoulée par le passage 46 jusqu'à l'avant du nez 42 o elle forme une perle 52 La matière plastique sera de préférence d'une couleur relativement vive Le polyethylène UIMW mentionné précédemment est jaune Ainsi, si le piston reçoit de manière répétée une poussée trop forte, une perle jaune finit par apparaître à l'extrémité avant du canon de l'outil et avertit visuellement l'opérateur, qui sait maintenant qu'il est temps de démonter l'outil pour inspecter le piston et les autres pièces internes afin de vérifier si elles n'ont pas subi de dom- mages et n'ont pas besoin d'être remplacées. En se tournant maintenant vers la deuxième caractéristique de l'invention concernant la butée de retour 34 et son mécanisme de blocage, on voit que la butée 34 est montée dans une fente 53 orientée axialement et relativement courte, formée dans la paroi de l'enveloppe 18 du canon, juste en face du carter formant poignée, 16 La partie interne 54 de la butée de retour dépasse dans une fente de guidage axiale plus longue, 56, formée dans le canon 22 parallèlement à la fente 53 et dans le même alignement que celle-ci Comme le mieux visible sur la figure 1, la partie interne 54 de la butée 34 dépasse suffisamment en face de la tête 26 du piston pour limiter le déplacement du piston vers l'avant par rapport au canon La distance entre le bord avant 58 et le bord arrière de la butée 34 est inférieure à la longueur de la fente 53, de sorte que la butée peut être sortie de la fente 53 lorsqu'elle se trouve en position arrière dans la fente Une encoche 62 est découpée dans la partie avant de la butée 34, débouchant sur le bord avant 58 de celle-ci. Sur la figure 1, la butée 34 est représentée dans sa position avant, dans laquelle l'encoche 62 reçoit la partie 64 de la paroi de l'enveloppe 18 juste en face de la fente 53, constituant un verrouillage entre l'enve- loppe de canon 18 et la butée de retour 34 Un dispositif de blocage, désigné de manière générale par la référence 66, est disposé sur l'enveloppe 18, derrière la butée de retour 34, afin de maintenir celleci dans sa position avant (Fig 1), dans laquelle elle ne peut être sortie de l'enveloppe 18. Comme on le voit mieux sur la figure 2, le dispositif de blocage 66 comprend deux segments semi-circulaires de blocage 68 et 70 ainsi qu'un ressort en C, 72 Une gorge circulaire 74 (Fig 1) est formée àl'extérieur de l'enveloppe 18, derrière le bord arrière 60 de la butée de retour 34 Les segments de blocage 68 et 70 constituent une fois assemblés un anneau de blocage entourant l'enveloppe 18 du canon 22. Cet anneau comporte une saillie interne circulaire 76 qui se loge dans la gorge 74 pour retenir axialement les segments 68 et 70 sur l'enveloppe 18 Une rainure circulaire 78 est formée dans la paroi extérieure de l'anneau de blocage constitué par les segments 68 et 70 La rainure 78 reçoit le ressort en C, 72, qui retient les segments dans la gorge 74. Une découpe axiale 80 est ménagée dans le segment de blocage 68, débou- chant sur son bord avant 82 Les dimensions de la découpe 80 sont prévues pour recevoir la partie arrière de la butée de retour 34, ainsi qu'on le verra le plus clairement sur la figure 3 Le fond 84 de la découpe 80 est à proximité immédiate du bord arrière 60 de la butée 34, retenant de ce fait la butée dans sa position avant illustrée par la figure 1 La butée de retour 34 est rigidement retenue dans l'enveloppe 18 par le verrouillage résultant du dépassement de la partie 64 de la paroi de l'enveloppe dans l'encoche 62 de la butée Le ressort en C 72 est monté dans la rainure 78 à l'extérieur de l'anneau de blocage de telle façon que ses extrémités se trouvent d'un c 8 té et de l'autre de la butée 34 (Fig 3) et que le ressort ne puisse tourner dans la rainure 78. Ceci assure qu'une partie du ressort recouvre toujours les extrémités bout à bout des segments de blocage 68 et 70 On s'est aperçu que la position de la butée de retour 34 et du ressort en C 72 par rapport aux extrémités bout à bout des segments de blocage 68 et 70 était d'une importance essentielle pour empêcher le dispositif de blocage de se disloquer sous l'effet des hautes pressions créées à l'intérieur du canon au moment o le coup est tiré lors de l'utilisation de l'outil. 2 5 A 6429 On s'est encore aperçu que la dislocation du dispositif de blocage ne peut avoir lieu si l'on dispose la découpe axiale 80 réalisée dans le segment de blocage 68 à une distance de 30 à 60 degrés de l'extrémité 86 du segment, et de préférence à 45 degrés comme représenté sur la figure 4. On se rend compte d'après ce qui précède que le dispositif de blocage 66 de la présente invention maintient la butée de retour 34 en position avant, de sorte que l'on obtient un verrouillage rigide entre la butée de retour et l'enveloppe du canon Grâce à la position de la butée et donc des extrémités du ressort en C 72 par rapport aux extré- mités bout à bout des segments semi-circulaires 68 et 70, le dispositif de blocage ne peut se défaire, même lorsque des pressions élevées sont créées à l'intérieur du 'canon au moment du tir Pour démonter la partie avant de l'outil, il est possible de sortir la butée de retour en intro- duisant le bout d'un outil plat approprié, tel qu'un tournevis, sous une extrémité du ressort en C 72 pour faire sortir celui-ci de la rainure 78 en l'écartant axialement, permettant ainsi de le pousser en avant sur les extrémités avant des segments de blocage 68 et 70 Une fois le ressort 72 6 té, on peut sortir les segments de blocage de la gorge 74 prévue dans l'enveloppe, permettant ainsi de pousser la butée de retour 34 vers l'arrière dans la fente 53 de façon à pouvoir ensuite la sortir en la faisant passer radialement vers l'extérieur dans la fente On peut alors sortir le canon et le piston de l'enveloppe par l'avant de celle-ci. Il reste bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 2 516429 REVENDICATIONS 1 Outil pour chasser sous la poussée d'une explosion une fixation de forme oblongue dans une surface de travail, caractérisé par le fait qu'il comprend: une enveloppe dans laquelle est monté un canon comportant à proximité de son extrémité avant une collerette circulaire interne qui définit une ouverture centrale ainsi qu'un épaulement tourné vers l'arrière autour de ladite ouverture; un piston captif dans ledit canon, ledit piston ayant une tête arrière coulissant dans le canon ainsi qu'une tige avant dont le diamètre plus faible que le diamètre de ladite tete définit un épaulement orienté vers l'avant entre la tête et la tige; une butée d'arrêt située entre lesdits épaulements dans le canon et conçue pour être frappée par ledit épaulement du piston au moment o le coup est tiré lors de l'utilisation de l'outil, ladite butée d'arrêt étant réalisée en une matière plus tendre que celle dont est fait le piston; des moyens définissant un passage entre ledit épaulement tourné vers l'arrière et l'avant de ladite collerette pour que, en cas de pres- sion excessive répétée sur le piston, ladite butée d'arrêt s'extrude à travers le passage jusqu'à l'avant de la collerette, constituant une indication visuelle que le piston a été soumis à une pression trop forte. 2 Outil conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite butée d'arrêt est réalisée en matière plastique. 3 Outil conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite butée d'arrêt est réalisée en matière de couleur relativement vive. 4 Outil conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un prolongement de canon est monté à glissement dans l'extrémité avant dudit canon et est traversé par un évidement dans lequel peut cou- lisser ladite tige du piston, ledit prolongement de canon ayant à l'arrière une collerette extérieure qui définit des surfaces avant et arrière, ladite surface avant venant buter contre l'arrière de ladite butée d'arrêt et ladite surface arrière pouvant âtre frappée par ledit épaulement tourné vers l'avant du piston, et par le fait que ledit passage est réalisé entre ladite collerette du canon et ledit prolonge ment. 16429 Outil conforme à la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il comporte un nez vissé dans l'extrémité avant du canon et formant ladite collerette interne du canon, ledit nez retenant de manière libérable le piston, la butée d'arrêt et le prolongement dans ledit canon. 6 Outil pour chasser sous la poussée d'une explosion une fixation de forme oblongue dans une surface de travail, caractérisé par le fait qu'il comprend: une enveloppe entourant un canon comportant à son extrémité avant un prolongement capable de coulisser et traversé par un évidement axial; un piston captif dans ledit canon, ledit piston ayant une tête arrière coulissant dans le canon ainsi qu'une tige avant d'un diamètre plus faible que le diamètre de ladite tête, définissant un épaulement orienté vers l'avant entre la tête et la tige, ladite tige pouvant coulisser dans ledit évidement du prolongement de canon; ledit prolon- gement comportant à l'arrière une collerette externe définissant des surfaces avant et arrière; ledit canon comportant à proximité de son extrémité avant une collerette circulaire interne qui entoure ledit prolongement et définit un épaulement tourné vers l'arrière, ledit épaulement étant situé à une certaine distance en avant de ladite surface avant de façon à définir une rainure circulaire entre les deux; une butée d'arrêt placée dans ladite rainure, réalisée en un matériau plus tendre que celui du prolongement de piston et conçue pour être déformée si une poussée trop forte vient à être excercée sur le piston. 7 Outil conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte: un nez vissé dans ladite extrémité avant du canon par-dessous ledit prolongement de canon et formant ladite collerette interne du canon, ledit nez retenant de manière libérable le piston, la butée d'arrêt et le prolongement de canon dans ledit canon. 8 Outil conforme à la revendication 6 caractérisé par le fait qu'il comprend: un passage entre ladite rainure et l'avant de ladite collerette interne, à travers lequel ladite butée d'arrît pourra s'extruder en cas de poussée trop forte répétée sur le piston, procurant ainsi à l'avant du canon de l'outil une indication visuelle qu'il s'est produit une surpression. 9 Outil pour chasser sous la poussée d'une explosion une fixation de forme oblongue dans une surface de travail, caractérisée par le fait qu'il comprend: une enveloppe dans laquelle un canon est monté à glissement; un piston coulissant dans ledit canon et comportant une tête à l'arrière; une fente axiale dans la paroi du canon; une fente axiale dans la paroi de l'enveloppe, lâdite fente étant en alignement radial avec ladite fente ménagée dans la paroi du can In; une butée de retour dépassant à l'intérieur à travers lesdites fentes en face de ladite tête de piston afin de limiter la course en avant du piston dans le canon; un moyen de retenue destiné à maintenir de manière libérable ladite butée de retour dans lesdites fentes, ledit moyen de retenue: comprenant une gorge circulaire ménagée dans la paroi extérieure de ladite enveloppe et derrière la butée de retour; une paire de segments de blocage semicirculaires placés dans ladite gorge, l'un desdits segments comportant une découpe axiale débou- chant sur son bord avant et recevant la butée de retour, ladite découpe étant située à une distance de 30 à 60 de l'une des extrémités dudit segment; un ressort libérable maintenant lesdits segments dans la gorge. Outil conforme à la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite découpe est située à environ 45 de ladite extrémité dudit segment. 11 Outil conforme à la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite butée de retour a une position-avant et une position arrière dans la fente de l'enveloppe; et qu'elle comporte un bord avant et un bord arrière ainsi qu'une encoche débouchant sur le bord avant et recevant à glissement la paroi de l'enveloppe en face de ladite fente de l'enveloppe lorsque la butée de retour se trouve dans ladite position avant, la longueur de la fente dans l'enveloppe étant telle que lorsque la butée de retour se trouve dans la position arrière, elle peut être sortie en la faisant passer extérieurement à travers la fente prévue dans l'enveloppe; et que ledit segment comportant une découpe retient la butée de retour dans ladite position avant, le fait d'enlever ledit segment de la gorge permettant de sortir la butée de retour de l'enveloppe. 12 Outil conforme à la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit ressort est un ressort en C qui entoure lesdits segments, les extrémités du ressort en C étant écartées l'une de l'autre de façon à laisser un intervalle entre elles; et que ladite butée de retour dépasse dans ledit intervalle afin d'emp&cher le ressort en C de tourner autour des segments.