Brevet FR2661353A1 — publié le 19911031

La présente invention est relative à un appareil de clouage pneumatique. Dans un appareil de clouage pneumatique, l'élément essentiel est un piston mobile à l'intérieur d'un cylindre, et qui porte un élément de percussion. Le piston étant dans une position de repos, de l'air comprimé est envoyé sur sa surface opposée au percuteur, de façon à lui imprimer une grande vitesse. Quand le piston arrive vers la fin de sa course, le percuteur vient frapper la tête d'un clou pour l'enfoncer, par exemple dans une pièce de bois. L'envoi d'air comprimé sur le piston est alors stoppé, et, pour ramener le piston à sa position d repos, on utilise habituellement la méthode suivante : un peu avant d'atteindre la fin de sa course de travail, le piston démasque un orifice dans la paroi du cylindre, par lequel l'air comprimé pénètre dans un volume de réserve, lequel communique également avec le fond du cylindre, c'est-à-dire la partie de celui-ci qui est du côté de l'élément de percussion, par un autre orifice. Les dimensions de ces orifices sont calculées pour que, lorsque la pression d'air comprimée est relâchée, et que la face du piston primitivement soumise à cette pression est reliée à l'atmosphère, le piston se déplace en sens inverse, sous l'effet de l'air comprimé contenu dans le volume de réserve, et revient jusqu a sa position initiale. On a pu établir qu'un bon fonctionnement était obtenu dans les conditions usuelles lorsque le volume de réserve est supérieur ou égal à 0,8 fois le volume du cylindre. Dans la pratique, le cylindre est constitué par une chemise cylindrique, placée à l'intérieur du corps de l'appareil, et à une certaine distance de la surface intérieure de celui-ci. Le corps de l'appareil dans son ensemble constitue un réservoir à air comprimé, de façon à pouvoir faire parvenir très rapidement de l'air comprimé sur le piston, afin d'augmenter sa vitesse pendant la course qui précède la percussion. Le cylindre porte extérieurement une collerette qui divise l'espace compris entre ledit cylindre et la face intérieur du corps en deux parties, dont l'une fait partie du réservoir d'air sous pression, tandis que l'autre constitue une partie du volume de réserve. La position de la collerette du cylindre obéit à diverses conditions : si elle est placée trop haut, le volume d'air comprimé immédiatement disponible lors de l'ouverture du clapet qui commande le début de la course de travail est faible, ce qui diminue la vitesse de percussion. D'autre part, il convient d'établir un large passage avec la poignée, qui constitue également un réservoir d'air comprimé, et qui doit, pour des questions de precision du travail, être à faible distance des clous ou autres objets à enfoncer. Pour obtenir cependant un volume de réserve convenable, on prévoit, dans la technique actuelle, de relier l'espace entre le cylindre et la paroi du corps qui l'entoure à des cavités qui augmentent ce volume.Ces cavités, pour permettre de planter des clous à proximité du fond d'angles rentrants des pièces à fixer, sont disposées sur le côté du corps qui est contigu à la poignée. Jusqu'ici, les appareils de clouage ont leur corps fabriqué en alliage léger par diverses techniques, comme le moulage en sable ou à cire perdue, qui permettent l'obtention de formes compliquées, mais sont évidemment plus coûteuses que le moulage par injection, lequel ne permet que des formes simples. Lorsqu'on désire constituer un appareil dont le corps soit en plastique injecté, on se heurte à des difficultés supplémentaires, du fait qu'il n'est plus possible de réaliser les volumes additionnels par des moulages du type dit "en contredépouille". Pour permettre le démoulage, l'ensemble des volumes creux du corps doit avoir une forme générale plus ou moins tronconique. Pour obtenir cependant un volume de réserve suffisant, on pourrait envisager d'élargir le corps, mais cette solution aboutit à réduire la possibilité d'opérer dans des angles rentrants, ce qui est difficilement acceptable pour l'utilisateur. On pourrait envisager de déplacer la collerette pour 1 ' écarter du côté percussion, mais ceci aurait le désavantage d'obliger à écarter la poignée du côté de la percussion, ce qui n'est pas non plus à souhaiter. La présente invention a pour but de surmonter ces difficultés, et de fournir un appareil de clouage qui, tout en ayant les mêmes facilités d'emploi pour l'utilisateur que l'appareil classique, et tout en assurant un retour efficace du piston à son point de départ, permette de profiter de l'abaissement de prix de revient qui résulte de formes plus simples, et, en particulier, soit adapté à l'emploi de matières plastiques injectées. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un appareil de clouage pneumatique, comprenant un piston qui peut se mouvoir à l'intérieur d'un cylindre, et porte un élément de percussion capable de frapper la tête d'un clou ou autre moyen de fixation, le cylindre étant constitué d'une pièce tubulaire placée à l'intérieur d'un corps d'appareil creux et constitué pour constituer un réservoir d'air sous pression qui peut être mis en communication avec une première partie du cylindre afin d imprimer une grande vitesse au piston, le réservoir d'air sous pression comprenant une partie de l'espace s'étendant autour du cylindre entre celui-ci et le corps, le volume intérieur du cylindre étant relié par ailleurs à un volume de réserve par deux passages qui, à la fin de la course de percussion, se trouvent de part et d'autre du piston, si bien que le volume de réserve assure le retour du piston à son point de départ, le volume de réserve comprenant une autre partie de l'espace s'étendant autour du cylindre entre celui-ci et le corps, le cylindre portant extérieurement une collerette pourvue d'un moyen d'étanchéité en contact avec la paroi interne du corps pour séparer le réservoir d'air sous pression et le volume de réserve, cet appareil présentant la particularité que ladite collerette est située dans un plan oblique par rapport à l'axe du cylindre, et a donc une forme elliptique. La disposition inclinée de la collerette a pour avantage qu' il est possible, du côté de la poignée, d' avoir un large passage pour l'air comprimé venant de la poignée, sans avoir à déplacer celle-ci par rapport à sa position usuelle, et d'autre part de constituer un volume de réserve suffisant sur le côté opposé du cylindre. L'invention va maintenant être décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré par les dessins parmi lesquels Figures 1A et 1B sont des coupes schématiques partielles d'un dispositif selon l'art antérieur. Figure 2 est une vue en élévation, et partiellement en coupe d'un dispositif selon l'invention. Figures 3A et 3B sont des vues simplifiées, en perspective et en élévation, du cylindre selon l'invention. La figure 1A permet d'expliquer la structure d'un dispositif selon l'art antérieur. Un corps 1, de forme générale à peu près cylindrique, contient un cylindre 2 coaxial au corps. Un piston 3 peut circuler à l'intérieur du cylindre 2, et porte un percuteur 4 constitué par une tige disposée sensiblement selon l'axe du piston, et qui sort du cylindre par un orifice 5. A l'extrémité opposée, un clapet 6, mobile axialement, peut obturer ou dégager l'accès à l'intérieur du cylindre 2. A l'extrémité opposée du cylindre, un amortisseur 7, formé d'une masse d'élastomère, limite le déplacement du piston dans la direction de percussion. Le cylindre porte extérieurement une collerette 8, pourvue d'un joint d'étanchéité 9 et qui divise l'espace compris entre le corps 1 et le cylindre 2 en une chambre supérieure 10, dont la communication avec l'intérieur du cylindre est commandée par le clapet 6, et une chambre inférieure 11.Les dominations "supérieure" et "inférieure" se rapportent à la situation dans laquelle le percuteur 4 agit de haut en bas. La chambre supérieure 10 communique par un large orifice avec l'intérieur de la poignée 12 de l'outil, qui est représentée en entier seulement à la figure 2. La chambre inférieure 11 est agrandie par une chambre dite de "réserve additionnelle" 13. Elle communique avec l'intérieur du cylindre 2 par deux orifices, dont l'un 14 se trouve à une distance de l'amortisseur à peu près égale à l'épaisseur du piston 3, cependant que l'autre orifice 15 débouche au niveau de la face supérieure de l'amortisseur 7, qui a, latéralement, une forme tronconique. La figure 1A représente le dispositif dans la position de repos. Au début d'une opération, une gâchette, visible à la figure 2, commande simultanément la levée du clapet 6 et son isolement par rapport à l'atmosphère. L'air comprimé contenu dans la chambre 10 pénètre dans le cylindre et pousse le piston 3 vers le bas. Cet air comprimé est suivi par celui qui est contenu à l'intérieur de la poignée 12, ce qui imprime au piston 3 une grande vitesse. Lorsque le piston 3 arrive en position basse, en appui sur l'amortisseur 7, le trou 14 est libéré et l'air sous pression situé au-dessus du piston 3 peut pénétrer dans la chambre de réserve 11. Tout le temps que la gâchette est appuyée, c'est-à-dire que le clapet 6 est en position haute, la pression est exercée au-dessus du piston, et il reste en position basse. Lorsqu'on relâche la gâchette, l'air sous pression situé au-dessus du piston est mis à l'atmosphère par le déplacement du clapet 6. A ce moment là, le volume d'air de réserve agit pour faire remonter le piston.Cette opération est réalisée grâce au fait que la différence de section de passage des trous 14 et 15 permet de privilégier la sortie de l'air par le trou 15 au détriment du trou 14, et permet donc, au début du mouvement, de déplacer le piston 3 vers le haut, jusqu'au moment où l'on obture effectivement le trou 14. Le clapet 6 est ainsi ramené à sa position initiale, et le système revient à la position de départ. On conçoit que la réserve additionnelle, avec la chambre inférieure 11, emmagasine une quantité d'air comprimé suffisante pour la course de retour du piston. L'homme de métier comprendra aisément que la forme du corps, avec la réserve additionnelle, peut être obtenue de façon relativement facile dans la technique du moulage, ou sable ou à la cire perdue, de métaux légers, mais qu'il est beaucoup plus difficile de l'obtenir par moulage de matières plastiques ou métalliques sous pression, où le maintien d'une dépouille suffisante est impératif. On conçoit également que, pour maintenir un volume suffisant à la chambre 11, après suppression de la réserve additionnelle, il serait nécessaire, suivant la technique antérieure, soit d'augmenter le diamètre du corps, le diamètre du cylindre étant inchangé, mais cela entraîne une difficulté pour utiliser l'appareil dans les angles rentrants. Comme le montre la figure 2, une distance minimale D doit séparer un point d'impact A, dans une cloison C1, d'une cloison C2, perpendiculaire. Il n'est pas possible non plus de déplacer vers le haut, de façon importante, la collerette 8, car on créerait alors un étranglement entre la chambre 10 et l'intérieur de la poignée 12, ce qui nuirait au rendement. Cette poignée 12 ne peut pas non plus être déplacée vers le haut, car on l'écarterait alors du point d'impact A, ce qui limiterait la précision d'utilisation. La solution fournie par l'invention apparaît nettement aux figures 3A et 3B. Elle consiste à disposer la collerette 8 dans un plan faisant avec l'axe du cylindre 2 non pas un angle de 90 , mais un angle qui peut être compris par exemple entre 45 et 75". Le choix de cet angle est affaire d'opportunité : un angle trop proche de 90" apporte peu d'avantages et peut obliger à déplacer ou modifier la poignée; un angle trop faible peut poser des problèmes de joint d'étanchéité, car, du fait de la forme conique du corps, le point le plus haut 8B de la collerette est nécessairement plus écarté du corps que son point le plus bas 8A. On peut remédier à cela en modifiant légèrement la forme de la collerette, pour que son bord extérieur fasse partie d'une surface tronconique parallèle à la surface interne du corps. Dans l'exemple décrit, l'angle du plan de la collerette avec l'axe est de 65" environ. Cette valeur serait différente avec un dessin différent de l'outil. Les avantages de cette disposition apparaissent nettement à la figure 2. Le point inférieur 8A de la collerette 8 se trouve à peu près à la même hauteur que la collerette 8 de l'art antérieur dans son ensemble, si bien que la position de la poignée 12 n'est pas modifiée. Cependant, le point le plus haut 8B de la collerette 8 se trouve nettement relevé, ce qui augmente, de façon appréciable, la dimension de la chambre inférieure 11. On notera à ce propos que, comme le cylindre est cylindrique alors que le corps est tronconique, le point 8B se trouve dans une zone où l'écart entre le corps 1 et le cylindre 2 est plus important. Cela a pour avantage d'augmenter encore les dimensions de la chambre 11. Bien entendu, on doit tenir compte de cette particularité lors du formage du cylindre 2. L'homme de métier constatera par ailleurs que le moulage d'un tel cylindre ne pose pas de grandes difficultés de réalisation. L'appareil, selon l'invention, tel que représenté à la figure 2, ne présente pas de changements importants par rapport à un appareil classique, hormis la forme tronconique du corps 1, qui est liée à son obtention par moulage de matière plastique ou métallique sous pression, et la forme de la collerette 8, dont on vient de parler. On peut donc obtenir des réductions appréciables du prix de revient de l'outil, sans avoir à lui apporter de changements importants. REVENDICATIONS 1. Appareil de clouage pneumatique, comprenant un piston (6) qui peut se mouvoir à l'intérieur d'un cylindre (2), et porte un élément de percussion (4) capable de frapper la tête d'un clou ou autre moyen de fixation, le cylindre étant constitué d'une pièce tubulaire (2) placée à l'intérieur d'un corps (1) d'appareil creux et constitué pour constituer un réservoir d'air sous pression qui peut être mis en communication avec une première partie du cylindre afin d'imprimer une grande vitesse au piston, le réservoir d'air sous pression comprenant une partie (10) de l'espace s'étendant autour du cylindre entre celui-ci et le corps, le volume intérieur du cylindre étant relié par ailleurs à un volume de réserve (11, 13) par deux passages qui, à la fin de la course de percussion, se trouvent de part et d'autre du piston, si bien que le volume de réserve assure le retour du piston à son point de départ, le volume de réserve comprenant une autre partie (11) de l'espace s'étendant autour du cylindre entre celui-ci et le corps, le cylindre portant extérieurement une collerette (8) pourvue d'un moyen d'étanchéité (9) en contact avec la paroi interne du corps pour séparer le réservoir d'air sous pression (10) et le volume de réserve (11), caractérisé en ce que ladite collerette (8) est située dans un plan oblique par rapport à l'axe du cylindre, et a donc une forme elliptique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) est obtenu par moulage de matière plastique. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) est obtenu par moulage sous pression de métal. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plan de la collerette fait, avec l'axe du cylindre (2), un angle compris entre 45 et 75".