Brevet FR2676940A1 — publié le 19921204

La présente invention a trait à un pistolet à piston pour l'injec- tion d'une mousse auto-expansive à un seul composant à partir d'un monomère liquide introduit dans une cartouche ou bonbonne sous pression. On connait des pistolets de ce genre qui comprennent généralement un corps réalisé en une matière composite ou analogue, à l'intérieur duquel est articulée une détente chargée élastiquement pour la commande d'un pointeau qui permet l'ouverture ou la fermeture de l'extrémité du canon du pistolet. Sur le dessus du pistolet est vissée une cartouche sous pression de manière que le Liquide contenu soit extrait lorsque L'opérateur appuie sur la détente. Le liquide se transforme en une mousse au contact de l'air et ceci tant que la détente est gardée appuyée. Ces pistolets sont destinés à injecter de la mousse auto-expansive à un seul composant dans une cavité dont le volume peut être inconnu ou connu, ce qui empêche dans les deux cas à l'opérateur de savoir quand il faut relâcher la détente. De plus, dans certains domaines de L'industrie, le remplissage de ces cavités est effectué en aveugle, c'est-à-dire que l'opérateur ne voit pas ladite cavité. De tels pistolets ne peuvent répondre à ce genre de travail étant donné que l'opérateur doit calculer le rapport entre le volume de liquide à extraire de la cartouche et le volume de mousse nécessaire au remplissage de la cavité, ce qui demande un travail très délicat. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier la présente invention. La présente invention a pour but de concevoir un pistolet à piston permettant, en fonction du volume de la cavité à remplir, de déterminer le volume de liquide à prélever dans la cartouche en vue de délivrer un volume de mousse adéquat. Le pistolet à piston suivant la présente invention comprend - des premiers moyens pour déterminer le volume de liquide nécessaire à La production du volume de mousse à délivrer par rapport au volume de la cavité à remplir ; - des seconds moyens pour la régulation de la vitesse de remplisage du liquide à l'intérieur du pistolet, de manière à ne pas provoquer de détente risquant de produire une formation de mousse ; - et d'autres moyens pour bloquer la détente lors du remplissage ou du déversement du liquide Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en coupe illustrant le pistolet à piston suivant la présente invention. Fig. 2 est une vue en perspective éclatée des différents éléments composant la détente du pistolet. Fig. 3 est une vue en coupe montrant le guidage de la détente à l'intérieur du corps du pistolet. Fig. 4 à 7 sont des vues schématiques partielles représentant le pistolet à piston dans les différentes phases de fonctionnement. Fig. 8 est une coupe partielle illustrant une variante avantageuse du pistolet à piston. Fig. 9 est une vue schématique montrant le pistolet à piston sur lequel est prévu une alimentation d'eau sous pression. On a représenté en fig. 1 un pistolet à piston dont le corps est composé de quatre éléments distincts 1, 2, 3 et 4 de configuration cylindrique ou rectangulaire réalisés en alliage Léger. Les éléments 1, 2, 3 et 4 sont assemblés deux par deux de manière étanche, afin de réaliser deux ensembles distincts qui sont réunis L'un à L'autre de la même façon que précédemment. Le premier ensemble est constitué par les éléments 1 et 2 formant la partie horizontale du corps, tandis que le second ensemble est composé par les éléments 3 et 4 qui constituent la partie sensiblement verticale, c'est-à-dire la crosse du pistolet. L'élément 1 comprend dans sa partie interne et suivant un axe horizontal trois chambres alignées 10, 11 et 12 ainsi que deux alésages 13 et 14 qui permettent respectivement la communication entre les chambres 10, 11 et 11, 12. Chacune de ces chambres est traversée suivant l'axe horizontal par une tige 5 formant pointeau qui est guidée axialement et de manière étanche dans L'alésage 14 afin d'isoler la chambre 11 de la chambre 12. La tige 5 comporte une butée conique 50 qui est logée dans la chambre 10 et qui fait office de clapet, de manière à isoler celle-ci de la chambre voisine 11, comme on l'expliquera mieux plus loin. Du côté de la chambre 10, l'élément 1 est solidaire d'un canon creux 6 qui enveloppe complètement la tige 5 tout en Laissant un espace libre entre celle-ci et La partie interne du canon, de manière que la chambre 10 puisse communiquer vers l'extérieur. Bien entendu, le canon 6 est monté de façon étanche sur L'élément 1 et comporte à son extrémité Libre une buse 60 qui peut être obturée par la tige 5 formant pointeau, comme explique plus Loin. La chambre centrale Il est percée d'un alésage vertical taraudé 15 débouchant vers l'extérieur afin de pouvoir visser une cartouche ou bonbonne sous pression 7 contenant le monomère liquide qui devra etre utilisé. Les parois de la chambre 12 sont chemisées en acier traité ou analogue, tandis que L'extrémité de la tige 5 qui débouche à l'intérieur de cette chambre est solidaire d'un piston 51. Ce dernier est chargé élastiquement au moyen d'un ressort de compression 52 qui est logé dans une cavité 20 ménagée dans l'élément 2 solidaire de L'élément 1. Le fond de la chambre 12 est percé d'un canal 16 permettant le raccordement à une centrale hydraulique non représentée. Dans la partie avant de l'élément 1 et sous le canon 6 est pratiqué un logement 17 pour la mise en place d'une détente 8 en forme de Y. On remarque en fig. 2 et 3 que cette dernière comporte dans sa partie supérieure 80 la forme d'un U dont chacune des branches 81 est percée d'un trou épaulé et débouchant 82. A l'intérieur de chaque trou 82 est montée une tige horizontale 83 guidée axialement dans l'élément 1. Entre le fond du logement 17 et chaque branche 81 est prévu un ressort 84 monté coaxial sur la tige 83 de manière à charger élastiquement la détente dans ses déplacements horizontaux (fig. 3). Entre les branches verticales 81 de la partie 80 basculent autour d'un axe 8a logé dans l'élément 1, deux plaquettes 85 et 86 (fig. 1 et 2). La plaquette 85 comporte d'une part dans sa partie avant une premiè- re lumière 85a en forme de L retourné et d'autre part dans son milieu une seconde lumière 85b établie suivant un axe vertical. De plus, un ressort 85c logé dans l'élément 1 et placé au-dessus de la plaquette 85 permet de pousser cette dernière en direction du bas en vue de son bas cutement autour de l'axe 8a. La plaquette 86 comprend d'une part dans sa partie avant un profil en forme d'escaliers 86a et d'autre part en son milieu une lumière verticale 86b débouchant dans la partie supérieure de ladite plaquette. Cette dernière est chargée élastiquement au moyen d'un ressort 86c logé dans l'élément 1 en vue de pousser ladite plaquette en direction du haut, de manière qu'elle bascule autour de son axe horizontal 8a. La lumière 85a et le profil en forme d'escaliers 86a des plaquettes 85 et 86 sont situés au niveau des branches verticales 81 de la détente 8, de manière à coopérer avec un axe horizontal 8b qui est logé et maintenu axialement dans des trous transversaux desdites branches verticales 81. En arrière de la détente 8 et entre les plaquettes 85 et 86 est prévue une noix 87 articulée sur un axe horizontal 8c qui vient se loger dans les lumières 85b et 86b desdites plaquettes afin d'être guidé axialement dans ses déplacements verticaux. Dans la noix 87 est vissée une tige verticale 88 pourvue d'une butée 89 dont on expliquera mieux plus loin le rôle. Entre la détente 8 et le canal 16 sont montés de manière étanche les éléments 3 et 4 formant la crosse du pistolet. L'élément 3 comporte dans sa partie interne une chambre 30 chemisée en acier trempé ou analogue qui communique dans sa partie supérieure avec la chambre 10 de L'élément 1 par l'intermédiaire d'un canal 18 ménagé dans le corps de ce dernier. Depuis la partie inférieure de la chambre 30 part longitudinalement un canal 31 qui communique avec un canal 19 réalisé dans l'élément 1 et qui est lui-même relié à un canal 21 percé dans l'élément 2 et prévu pour recevoir l'arrivée d'huile de la centrale hydraulique citée précédemment. A l'intérieur de la chambre 30 coulisse un piston 32 qui est solidaire d'une tige 33 guidée axialement et de façon étanche dans le fond 34 de l'élément 3.La tige 33 débouche à l'intérieur d'un espace 40 ménagé dans l'élément 4 et qui est ouvert vers l'extérieur par un trou 41 percé dans son fond 42. L'élément 3 est percé d'un alésage vertical 35 permettant la mise en place de la tige 88 appartenant à la détente 8 de manière que la butée 89 soit logée dans l'espace 40 de L'élément 4. La tige 33 du piston 32 est solidaire en son extrémité libre d'une plaque horizontale 36 qui coulisse le long de la tige 88 de manière à venir en appui contre la butée 89 lorsque ledit piston 32 se déplace à l'intérieur de la chambre 30. On remarque que l'extrémité libre de la tige 88 se situe à proximité du trou 41 de l'élément 4 et comporte un taraudage 88a et des écrous 88b permettant un réglage en fonction de la course du piston 32 à l'intérieur de la chambre 30 de l'élément 3, comme on l'expliquera mieux plus loin. Les fig. 4 à 7 représentent les différentes étapes de fonctionnement du pistolet à piston décrit précédemment. Pour remplir d'une mousse auto-expansive le volume connu d'une cavité, l'utilisateur procède de la manière suivante - il vérifie tout d'abord que le pistolet soit en position de repos. Il faut pour cela que le piston 51 soit en appui contre le fond de la chambre 12 sous l'effet du ressort de compression 52, de manière que la butée conique 50 soit reculée pour libérer le canal 13 reliant les chambres 10 et 11, tandis que l'extrémité de la tige ou pointeau 5 vient obturer la buse 60 du canon 6 (fig. 4). et que le piston 32 se trouve dans la partie supérieure de la chambre 30 pour fermer le canal 18 reliant celle-ci avec la chambre 10. La partie de la chambre 30 se situant sous le piston 32 est remplie d'huile au moyen de la centrale hydraulique et des canaux 31, 19 et 21 la reliant au pistolet. On remarque que la plaque horizontale 36 solidaire de la tige 33 vient alors en appui contre la butée 89 de la tige 88 de manière à entraîner celle-ci dans un léger déplacement vertical dirigé vers le haut. Ce déplacement permet de basculer vers le haut la plaquette 85 autour de son axe 8a afin de comprimer le ressort 85c, tandis que la plaquette 86 est maintenue horizontalement par le ressort 86c.Cette position des plaquettes 85 et 86 permet de retenir axialement l'axe 8b dans la lumière 85a au moyen du profil en escaliers 86a en vue de bloquer la détente 8 suivant son axe horizontal pendant la phase de remplissage (fig. 4). - il visse à la manière connue la cartouche 7 contenant un liquide à un seul composant sous pression. Ce dernier se répand dans la chambre 11, puis dans la chambre 10 par le canal 13 et jusqu'à la buse 60 du canon 6 obturé par la tige ou pointeau 5. Au moyen du canal 18, le liquide sous pression repousse le piston 32 qui, lors de sa descente, évacue l'huile contenue dans la chambre 30 par les canaux 31, 19 et 21 (fig. 5). Le piston 32 descend jusqu'à ce que la plaque horizontale 36 vienne en contact avec les écrous 88b de la tige 88 (fig. 6). Les écrous 88b sont positionnés de manière que le piston 32 entraîne dans la fin de sa course la tige 88 dans un mouvement vertical en direction du bas.Ce mouvement vertical permet à l'axe 8c de se déplacer dans les lumières 85b et 86b des plaquettes 85 et 86 afin que cette dernière bascule vers Le bas autour de l'axe 8a en vue de comprimer le ressort 86c pour libérer axialement l'axe 8b logé dans la lumière en forme de L 85a (fig. 6). - il appuie sur la détente 8, ce qui provoque d'une part le déplacement de l'axe 8b qui vient se loger dans la partie verticale et supérieure de la lumière en forme de L 85a de la plaquette 85 et d'autre part l'initialisation de la centrale hydraulique non représentée (fig. 7). Cette initialisation permet à l'aide d'une temporisation de remplir d'huile la chambre 12 à partir du canal 16, de sorte que le piston 51 recule et comprime le ressort 52. Le déplacement du piston entrain simultanément la fermeture de L'alésage 13 par la butée conique 50 et l'ouverture de la buse 60 par le recul de la tige ou pointeau 5. et la chambre 30 par les canaux 21, 19 et 31 pour provoquer la montée du piston 32 en vue de chasser le liquide à l'extérieur du pistolet pour sa transformation au contact de l'air en une mousse auto-expansive. La montée du piston 32 libère immédiatement la tige 88 et l'axe 8c permettant ainsi à la plaquette 86 sous l'effort du ressort 86c de revenir en position horizontale pour bloquer axialement et en même temps, l'axe 8a et la détente 8 (fig. 7). Le verrouillage de la détente 8 dure pendant toute la phase d'écoulement du liquide contenu dans les chambres 10 et 30 et dans l'alésage 18 vers l'extérieur du pitolet. Le volume de liquide contenu dans ses chambres est celui nécessaire à la production du volume de mousse pour remplir la cavité. Lorsque le piston 32 arrive en fin de course, la plaque 36 vient en appui contre la butée 89 de la tige 88 et entraîne celle-ci dans un déplacement vertical dirigé vers le haut de manière à libérer l'axe 8b pour qu'il se trouve dans la même position que celle de fig. 4.La détente 8 étant chargée élastiquement par les ressort 84, ces derniers permettent à ladite détente de revenir à la position de fig. 4 tout en restant verrouillée. Au même moment, la centrale hydraulique se déclenche pour recommencer un nouveau cycle comme décrit précédemment en fig. 4. On note qu'il est possible de changer le volume de la chambre 30 en fonction du volume de la cavité à remplir en plaçant des cales sur le fond de l'espace 40 de l'élément 4 et en vissant les écrou 88b pour régler la course du piston 32. On a représenté en fig. 8 et 9 une solution avantageuse de l'invention de manière à améliorer le fonctionnement du pistolet à piston et la qualité de la mousse à la sortie de la buse. A cet effet, le piston 32 comporte deux segments racleurs 32a et 32b qui sont séparés par l'intermédiaire d'un joint torique 32c. En dessous du segment 32b est prévus une chambre d'accumulation 32d qui permet la récupération du liquide soit dans le cas ou le joint 32c est devenue deffectueux, soit pendant le retour du piston 32 vers sa position initiale par raclage des segments. En principe le joint torique 32 est dans une matière qui résiste à la toxicité du liquide à extraire. Il est prévu de placer un ressort 88c autour de la tige verticale 88 et plus particulièrement entre la butée 89 et la plaque horizontale 36 qui coulisse le long de ladite tige lorsque le piston 32 se déplace verticalement. Le ressort 88 joue le rôle d'une temporisation de manière à garder le liquide contenu dans les chambres 10 et 11 sous pression pendant la fermeture de la buse 60 par l'intermédiaire de la tige ou pointeau 5. Ainsi, lorsque la plaque 36 applique le ressort 88c contre la butée 89, la tige 88 se déplace verticalement de manière à faire basculer la détente 8 pour la fermeture de la buse 60 par la tige ou pointeau 5. Le piston 32 continue sa course verticale en comprimant le resort 88 pour introduire dans les chambres 10 et 11 le reste du liquide contenu dans La chambre 30. Simultanément, le liquide contenu dans la cartouche 7 se déverse dans les chambres 10 et 11 afin de les maintenir sous pression. Cette temporisation permet d'éviter une entrée d'air à l'intérieur des chambres 10 et 11 pendant la fin de course du piston 32 risquant de transformer le liquide ou mousse à l'intérieur du pistolet. Le processus de fonctionnement et celui de la chambre 30 est réalisée de la même manière que précédemment décrit. En fig. 9 on a représenté le pistolet à piston comportant au dessus du canon 6 un second canon 9 qui permet de pulvériser de l'eau sous pression juste au-dessus de la buse 60 et plus particulièrement sur le liquide en train de se transformer en mousse. Cette pulvérisation d'eau sur le liquide permet d'améliorer la qualité de la mousse auto-expansive à injecter. On remarque aussi qu'il est prévu un dispositif à bille de mercure 90 connu en soi et alimenté par une source électrique 91 permettant de bloquer la descente du piston 32 au moment du remplissage de ce dernier lorsque la cartouche 7 ne se trouve pas dans une position verticale. La libération du mouvement du piston 32 s'effectue automatiquement dès le retour en position verticale du corps du pistolet. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Pistolet à piston pour l'injection d'une mousse autoexpansive à un seul composant à l'intérieur d'une cavité dont le volume est connu, caractérisé en ce qu'il comprend - des premiers moyens pour déterminer le volume de liquide nécessaire à la production du volume de mousse à délivrer par rapport au volume de la cavité à remplir ; - des seconds moyens pour la régulation de la vitesse de remplissage du liquide à l'intérieur du pistolet de manière à ne pas provoquer une formation de mousse avant l'introduction dans la cavité à remplir ; - d'autres moyens pour bloquer la détente (8) lors du remplissage ou du déversement du liquide ; - et une temporisation pour maintenir sous pression le pistolet à piston entre deux injections. 2. Pistolet à piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens se composent - de quatre éléments (1, 2, 3 et 4) assemblés deux par deux afin de former un premier ensemble horizontal (1, 2) et un second ensemble sensiblement vertical (3 et 4) qui sont réunis entre eux de manière étanche pour constituer le corps et la crosse du pistolet ; - de trois chambres (10, 11, 12) ménagées suivant un axe horizontal dans l'élément (1) et reliées entre elles par deux alésages (13 et 14) et d'une autre chambre (30) prévue dans l'élément (3) et reliée à la chambre (10) par un canal (18) ;; - et d'un piston (32) solidaire d'une tige (33) qui est guidée axialement et de manière étanche dans le fond de l'élément (3), ledit piston (32) coulissant à L'intérieur de la chambre (30) au moyen d'huile sous pression provenant d'une centrale hydraulique par des canaux (21, 19 et 31) afin d'éjecter le Liquide contenu dans les chambres (10 et 30) dont le volume total constitue le volume de liquide nécessaire à la production de mousse pour remplir la cavité. 3. Pistolet à piston suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la course du piston (32) peut être modifiée de manière à changer le volume de la chambre (30) en fonction du volume de la cavité à remplir. 4. Pistolet à piston suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la course du piston (32) est modifiée en introduisant des cales à l'intérieur d'un espace (40) de l'élément (4) de manière à les placer entre le fond (41) et une plaque horizontale (36) solidaire de la tige (33). 5. Pistolet à piston suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le piston (32) comprend au moins deux segments racleurs (32a, 32b) séparés par un joint torique d'étanchéité (32c), tandis qu'une chambre d'accumulation (32d) est prévue en-dessous du segment racleurs (32d). 6. Pistolet à piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens consistent en - une tige ou pointeau (5) traversant horizontalement les chambres (10, 11 et 12) de l'élément (1) par l'intermédiaire des alésages (13 et 14) de manière que l'une de ses extrémités commande ltou- verture ou la fermeture d'une buse (60) solidaire d'un canon (6), tandis que l'autre extrémité est assujettie à un piston (51) qui coulisse dans la chambre (12) au moyen d'une part d'un ressort de rappel (52) logé dans une cavité (20) de l'élément (2) et d'autre part d'huile sous pression venant de la centrale hydraulique et qui arrive par un canal (16) qui débouche dans la chambre (12) ;; - et une butée conique (50) logée dans la chambre (10) et solidaire du pointeau (5) de manière que lorsque ce dernièr se déplace horizontalement soit sous l'effort du ressort (52), soit sous l'effet de l'huile amenée dans la chambre (12) elle vienne obstruer ou libérer le canal (13) permettant la liaison entre les chambres (10 et 11). 7. Pistolet à piston suivant la revendication 6, caractérisé en ce que du pointeau (5) est monté de manière étanche dans l'alésage (14) afin de séparer la chambre (11) de la chambre (12). 8. Pistolet à piston suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chambre (11) est percée d'un alésage vertical (15) pour la mise en place d'une cartouche (7) contenant le liquide sous pression. 9. Pistolet à piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Les derniers moyens sont constitués - d'un logement (17) ménagé dans L'élément (1) et dans lequel se déplace horizontalement une détente (8) en Y qui comporte une partie supérieure (80) en forme de U dont chacune des branches verticales (81) est percée d'un trou épaulé débouchant (82) pour la mise en place d'une tige horizontale (83) guidée axialement dans l'élément (1), tandis que des ressorts (84) sont placés entre le fond du logement (17) et la partie arrière de la détente (8) de façon à la charger élastiquement ;; - d'une plaquette (85) qui bascule autour d'un axe (8a) guidée axialement dans l'élément (1) et qui comporte d'une part dans sa partie avant une première lumière (85a) en forme de L retourné et d'autre part en son milieu une seconde lumière (85b) disposée suivant un axe vertical, tandis que sa partie supérieure est associée à un ressort (85c) propre à la charger élastiquement en direction du bas ; - d'une plaquette (86) qui bascule autour de l'axe (8a) et qui comporte d'une part dans sa partie avant un profil en escaliers (86a) et d'autre part en son milieu une lumière verticale (86b) débouchant dans la partie supérieure de la plaquette, tandis qu'un ressort (86c) disposé sous ladite plaquette permet de pousser constamment cette dernière en direction du haut ;; - d'un axe (8b) logé dans les branches verticales (81) de la détente (8) et coopérant avec la première lumière (85a) en forme de L renversé de la plaquette (85) et avec le profil en escalier (86a) de La plaquette (86) ; - d'un axe (8c) placé en arrière de la détente (8) de manière à être guidé axialement dans les lumières (85b et 86b) des plaquettes correspondantes (85 et 86) ; - d'une noix (87) articulée entre les plaquettes (85 et 86) autour de l'axe (8c) et dans laquelle est vissé une tige verticale (88) qui est guidée dans un alésage (35) de l'élément (3) afin qu'elle vienne déboucher dans Le réceptacle (40) de l'élément (4) ; - et de deux butées (89, 88b) prévues sur la tige (88) et dont L'une est fixe (89) et l'autre (88b) réglable, entre lesquelles butées coulisse la plaque horizontale (36) qui est solidaire de la tige (33) du piston (32). 10. Pistolet à piston suivant l'une quelconque des revendications 1 et 9, caractérisé en ce que la tige (88) se déplace verticalement lors que la plaque horizontale (36) vient en contact des butées (89 et 88~) suivant la position du piston (32) à l'intérieur de la chambre (30) de manière à bloquer la détente (8) pendant le remplissage des chambres (10, 11 et 30) et pendant l'évacuation de ce liquide vers l'extérieur pour sa transformation en une mousse auto-expansive. 11. Pistolet à piston suivant la revendication 1, caractérisé e, ce qie la temporisation est réalisée par un ressort (88c) qui est disposé autour de la tige (88) entre la butée b(89) et la plaque horizontale (36) permettant au moment de l'obturation de la buse (60) par le pointeau (5) de prolonger la course du piston (32) à l'intérieur de la chambre (30) pour maintenir sous pression les chambres (10 et 11). 12. Pistolet à piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un canon (9) est fixé au dessus du canon (6) par amener de l'eau sous pression au niveau de la buse (60). 13. Pistolet à piston suivant la revendication 1, carcatérisé en ce qu'un dispositif à bille de mercure (90) alimente une source électrique (91) permet de bloquer la descente du piston (32) au moment du remplissage de ce dernier lorsque la cartouche (7) ne se trouve plus dans une position verticale