Brevet FR2772299A1 — publié le 19990618

L'invention concerne un outil de scellement pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs, comprenant un boîtier, un cylindre de guidage, un piston-poussoir à déplacement axial disposé dans le cylindre de guidage ainsi qu'un élément de rappel qui peut pivoter autour d'un axe coopérant avec le boîtier et qui comporte un bras de levier coopérant avec une surface d'entraînement du piston-poussoir orientée dans le sens d'enfoncement. Pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs tels que, par exemple, béton, roche ou acier, on utilise aujourd'hui des outils de scellement actionnés, par exemple, par explosif. Un outil de scellement de ce type est connu par exemple du document DE-A-18 12 207. Cet outil de scellement comporte un boîtier, un cylindre de guidage disposé au moins partiellement dans le boîtier et un piston-poussoir à déplacement axial qui est disposé dans le cylindre de guidage et qui, lors de l'opération d'enfoncement de l'élément de fixation, coopère directement avec celui-ci. Après chaque opération d'enfoncement, le piston-poussoir est ramené en position initiale au moyen d'un élément de rappel en forme de levier qui est relié au boîtier de manière pivotante. L'élément de rappel pénètre dans le cylindre de guidage par un orifice latéral de celui-ci et y coopère avec une surface d'entraînement du piston- poussoir orientée dans le sens d'enfoncement. Le montage pivotant de l'élément de rappel s'effectue par l'intermédiaire d'un point d'appui de l'élément de rappel en forme de trou dans lequel pénètre un axe qui est disposé sur le boîtier et qui s'étend perpendiculairement au sens d'enfoncement. Un élément élastique en forme de ressort de compression coopérant avec l'élément de rappel prend appui sur le boîtier et sur une surface de butée de l'élément de rappel orientée dans le sens d'enfoncement. À chaque opération d'enfoncement, le piston- poussoir est déplacé à une vitesse très élevée dans le sens d'enfoncement. Du fait de cette vitesse élevée, au moins l'élément de rappel appliqué contre la surface d'entraînement du piston- poussoir est exposé à des accélérations et à des contraintes extrêmes. En raison de sa grande longueur structurelle, l'élément de rappel possède une masse qui provoque une forte secousse de l'ensemble de l'outil de scellement à chaque fois que l'élément de rappel rencontre une butée orientée dans le sens d'enfoncement. Bien que la butée soit constituée d'un matériau doué de propriétés d'amortissement, seule une petite partie de l'énergie cinétique de l'élément de rappel peut être amortie, ce qui rend inévitables les phénomènes d'usure et les détériorations prématurées de toutes les pièces de l'outil sollicitées. L'invention a pour but de fournir un outil de scellement à actionnement sûr et simple, qui comporte un élément de rappel à durée de vie très longue. Ce but est atteint par un outil de scellement caractérisé en ce que le cylindre de guidage peut être déplacé par rapport au boîtier à l'opposé du sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort, et en ce que l'élément de rappel comporte un second bras de levier qui coopère avec le cylindre de guidage. Lors de la mise en contact de l'outil de scellement selon l'invention, le cylindre de guidage est déplacé par rapport au boîtier à l'opposé du sens d'enfoncement et l'élément de rappel pivote de façon que le bras du levier de rappel coopérant avec la surface d'entraînement du piston-poussoir se trouve toujours, au plus tard juste avant le début de l'opération d'enfoncement, dans une position de libération située à l'extérieur d'une zone de déplacement axial dans laquelle la partie de tête du piston-poussoir effectue un aller et retour lors du déplacement axial du piston-poussoir. La conversion du déplacement relatif entre le boîtier et le cylindre de guidage en un pivotement de l'élément de rappel s'effectue au moyen d'un second bras de levier de l'élément de rappel, qui coopère avec le cylindre de guidage. On empêche ainsi la vitesse élevée acquise par le piston-poussoir lors d'une opération d'enfoncement de se transmettre au bras de levier et, respectivement, à l'élément de rappel. Pour convertir le déplacement relatif entre le cylindre de guidage et le boîtier en un pivotement de l'élément de rappel, le second bras de levier comporte avantageusement un profilage qui coopère avec un contre- profilage disposé sur le cylindre de guidage. Pour des raisons techniques liées à la fabrication, le profilage est formé, de manière appropriée, par une came de commande et le contre- profilage par un ergot de commande. Pour convertir avec le moins de jeu possible le déplacement relatif entre le cylindre de guidage et le boîtier en un pivotement de l'élément de rappel, le profilage et le contre-profilage sont avantageusement réalisés sous forme dentée. Lors de la coopération du profilage avec le contre-profilage, il se crée une liaison par complémentarité de formes entre le second bras de levier et le cylindre de guidage. Pour que le second bras de levier puisse encore pivoter en position de libération juste avant le début de l'opération d'enfoncement, cette liaison par complémentarité de formes est supprimée peu avant que l'outil de scellement n'atteigne sa position de mise en contact. La suppression de cette liaison par complémentarité de formes s'effectue avantageusement par le fait que le contre-profilage est disposé sur un cliquet qui est relié au cylindre de guidage avec la possibilité de pivoter à l'encontre de la force d'un ressort d'appui. Le pivotement de ce cliquet est commandé au moyen d'un ergot qui est disposé sur le cliquet et qui coopère avec un profil de commande relié au boîtier. Le pivotement automatique du second bras de levier dans la position de libération orientée dans le sens d'enfoncement peu avant une opération d'enfoncement s'effectue de préférence sous l'action d'un élément élastique agissant entre le boîtier et l'élément de rappel. Une collision entre l'élément élastique coopérant avec le second bras de levier et d'autres pièces mobiles situées à l'intérieur du boîtier est rendue impossible par le fait que l'élément élastique coopérant avec l'élément de rappel est conçu de préférence sous la forme d'un ressort de compression entourant l'axe. En position de libération, le bras de levier de l'élément de rappel pénètre partiellement dans la chambre intérieure du cylindre de guidage et donc aussi dans la projection axiale du piston-poussoir. Lors du retrait du piston-poussoir hors du cylindre de guidage, il faut s'assurer que le bras de levier ne pénètre pas dans la chambre intérieure du cylindre de guidage car le piston- poussoir ne peut être retiré du cylindre de guidage que dans le sens d'enfoncement. L'effacement du bras de levier hors du cylindre de guidage est garanti par le fait que l'ensemble de l'élément de rappel est déplacé par rapport au boîtier sensiblement perpendiculairement au sens d'enfoncement. A cet effet, l'axe est avantageusement monté sur un bras porteur mobile par rapport au cylindre de guidage. La liaison du bras porteur avec le boîtier s'effectue par exemple par l'intermédiaire d'un pivot autour duquel le bras porteur peut pivoter par rapport au boîtier. L'invention sera exposée en détail en référence à des dessins qui illustrent deux exemples de réalisation. Ces dessins montrent sur: la figure 1, une vue schématique d'un outil de scellement selon l'invention en position de repos; la figure 2, une vue agrandie en coupe d'une partie de l'outil de scellement selon la figure 1; un levier à deux bras se trouve en position de libération et un piston-poussoir en position intermédiaire par rapport au cylindre de guidage; la figure 3, une vue agrandie en coupe d'une partie de l'outil de scellement mis en contact; l'élément de rappel se trouve en position de travail et le piston- poussoir en position initiale par rapport au cylindre de guidage; la figure 4, une vue agrandie en coupe d'une partie de l'outil de scellement mis en contact; l'élément de rappel se trouve en position de libération et le piston-poussoir en position extrême par rapport au cylindre de guidage; la figure 5, une vue agrandie en coupe d'une partie de l'outil de scellement relâché; l'élément de rappel se trouve en position de libération, un bras porteur est basculé vers l'extérieur et le piston-poussoir se trouve en position intermédiaire par rapport au cylindre de guidage; la figure 6, une vue agrandie d'une partie d'un autre outil de scellement selon l'invention; l'outil de scellement est relâché et un élément de rappel se trouve dans une position de travail; la figure 7, une vue agrandie d'une partie de l'outil de scellement selon la figure 6 dans une position de mise en contact; l'élément de rappel se trouve en position de libération. L'outil de scellement représenté sur la figure 1 comporte un boîtier 10 muni d'une poignée 11 et d'un commutateur d'actionnement 12 ainsi que d'un canal de transport 13 pour des bandes de cartouches non représentées. À l'intérieur du boîtier 10 se trouve un cylindre de guidage 20 qui dépasse du boîtier 10 dans le sens d'enfoncement et est mobile axialement par rapport au boîtier 10. Un guide-cheville 30 est adjacent à l'extrémité libre du cylindre de guidage 20 orientée dans le sens d'enfoncement. Dans la chambre intérieure 22 du cylindre de guidage se trouve un piston-poussoir 40 qui se compose d'une tige 42 et d'une partie de tête 41 qui dépasse radialement de la tige 42. Apres chaque opération d'enfoncement, le piston-poussoir 40 peut être amené en position initiale à l'intérieur du cylindre de guidage 20 au moyen d'un élément de rappel 50. L'élément de rappel 50 peut pivoter à l'aide d'un axe 61 sur lequel l'élément de rappel 50 est monté en rotation. Lors du déplacement du piston-poussoir 40 en position initiale, un bras de levier 51 de l'élément de rappel 50 coopère avec une surface d'entraînement 43 du piston-poussoir 40 orientée dans le sens d'enfoncement. Comme le montrent les figures 2 à 5, l'axe 61 servant à recevoir le levier 50 fait partie d'un bras porteur 60 qui peut pivoter par rapport au boîtier 10, de façon que le bras de levier 51 qui pénètre dans la chambre intérieure 22 du cylindre de guidage 20 puisse en sortir pour permettre de retirer le piston-poussoir 40 du cylindre de guidage 20 dans le sens d'enfoncement. Ce bras porteur 60 est relié au boîtier 10 de manière pivotante par l'intermédiaire d'un pivot 14. Le cylindre de guidage 20 peut être déplacé par rapport au boîtier 10 à l'opposé du sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort 28. La zone extrême du cylindre de guidage 20 opposée au sens d'enfoncement est pourvue d'un magasin de cartouches 21 qui communique avec la chambre intérieure 22 du cylindre de guidage 20 par un canal de communication. Outre le bras de levier 51, l'élément de rappel 50 comporte également un second bras de levier 52. Le second bras de levier 52 a la forme d'un secteur circulaire pourvu, à sa périphérie, d'un profilage denté 54. Entre les deux bras de levier 51, 52 se trouve une portion cylindrique creuse qui est entourée par un élément élastique 53. L'élément élastique 53 est conçu sous la forme d'un ressort de compression dont les extrémités libres coopèrent avec l'un des deux bras de levier 51, 52 et avec une butée du bras porteur 60. La portion cylindrique creuse peut, par exemple, dépasser aussi latéralement de l'un des deux bras porteurs 51, 52. Le cylindre de guidage 20 coopère avec un cliquet 23 qui s'étend parallèlement au sens d'enfoncement et peut pivoter autour d'un axe 24 dans le même plan que le second bras de levier 52. Le cliquet 23 comporte une zone pourvue d'un contre-profilage denté 26 qui est relié par complémentarité de formes avec le profilage 54. Un ressort d'appui 27 coopérant avec le cliquet 23 pousse le cliquet 23 contre le second bras de levier 52, de façon que le contre-profilage 26 pénètre dans le profilage 54 du second bras de levier 52. Un ergot en forme de tige 25 disposé sur le cliquet 23 est apte à déplacer ce cliquet 23 à l'encontre de la force du ressort d'appui 27 en rencontrant une came de commande 62 du bras porteur 60 lorsque le cylindre de guidage 20 se déplace, par rapport au boîtier 10, à l'opposé du sens d'enfoncement. Lors d'un tel déplacement du cliquet 23, le contre-profilage 26 et le profilage 54 sont mis hors prise. Une opération d'enfoncement sera décrite ci- après: Comme le montre la figure 2, l'outil de scellement est relâché. L'élément de rappel 50 se trouve en position de libération et le bras de levier 51 est appliqué contre la surface d'entraînement 43 du piston-poussoir 40 orientée dans le sens d'enfoncement. Le pistonpoussoir 40 se trouve en position intermédiaire par rapport au cylindre de guidage 20. Le contre-profilage 26 et le profilage 54 sont en prise mutuelle par complémentarité de formes. Pour pouvoir réaliser une opération d'enfoncement, l'orifice central 31 du guide-cheville 30 est garni d'un élément de fixation non représenté. L'outil de scellement est ensuite appliqué, le guide-cheville 30 le premier, contre un support qui n'est pas non plus représenté. Le cylindre de guidage 20 se déplace ainsi par rapport au boîtier 10 à l'opposé du sens d'enfoncement jusqu'à la position prête à l'amorçage représentée sur la figure 3. Lors de ce déplacement, le profilage 54 du second bras de levier 52 roule sur le contre-profilage 26 qui se déplace à l'opposé du sens d'enfoncement. Il se produit ainsi une rotation de l'ensemble de l'élément de rappel 50, une mise en précontrainte de l'élément élastique 53 et un déplacement du piston-poussoir 40 jusqu'à une position initiale à l'intérieur du cylindre de guidage 20. Juste avant la fin de la translation axiale du cylindre de guidage 20 par rapport au boîtier 10, l'ergot en forme de tige 25 disposé sur le cliquet 23 rencontre le profil de commande 62 du bras porteur 60 et décolle le cliquet 23 du second bras de levier 52, de sorte que le contre-profilage 26 et le profilage 54 ne sont plus en prise mutuelle par complémentarité de formes. L'élément élastique précontraint 53 provoque une rotation immédiate de l'élément de rappel 50 dans sa position de libération. Dans cette position de libération, le bras de levier 51 se trouve à l'extérieur de la zone de déplacement axial de la partie de tête 41. Cela signifie que, lors d'une opération d'enfoncement, le piston- poussoir 40 ne peut pas percuter le bras de levier 51. Lors du déplacement du cylindre de guidage 20 par rapport au boîtier 10, le magasin de cartouches 21 coïncide avec une cartouche non représentée, et un dispositif de mise en contact donne au commutateur d'actionnement la possibilité d'actionner un mécanisme d'amorçage également non représenté. La figure 4 montre l'outil de scellement après l'enfoncement d'un élément de fixation non représenté. Le cliquet 23 est encore décollé du second bras de levier 52, et l'extrémité libre du piston-poussoir 40 orientée dans le sens d'enfoncement se trouve dans le même plan que l'extrémité libre du guide-cheville 30 orientée dans le sens d'enfoncement. Le piston-poussoir 40 se trouve en position extrême par rapport au cylindre de guidage 20. Lors du décollement de l'outil de scellement par rapport au support, le ressort 28 déplace le cylindre de guidage 20 par rapport au boîtier 10 dans le sens d'enfoncement. La surface d'entraînement 43 du piston- poussoir 40 vient ainsi au contact du bras de levier 51 et ne peut pas poursuivre son déplacement dans le sens d'enfoncement. Au terme de la translation axiale du cylindre de guidage 20, l'outil de scellement se retrouve dans la position de repos selon la figure 2. Sur la figure 5, le bras porteur 60 est représenté en position ouverte. Le bras de levier 51 de l'élément de rappel 50 monté pivotant sur le bras porteur 60 ne pénètre plus dans la chambre intérieure 22 du cylindre de guidage 20. L'outil de scellement peut également être conçu de façon à ne pas posséder de bras porteur pivotant 60. Dans ce cas, l'axe 61 sur lequel l'élément de rappel 50 est monté pivotant fait partie du boîtier 10. L'outil de scellement représenté sur les figures 6 et 7 comporte un boîtier 110 muni d'une poignée 111 et d'un commutateur d'actionnement 112. A l'intérieur du boitier 110 se trouve un cylindre de guidage 120 qui peut se déplacer par rapport au boîtier 110 et à l'encontre de la force d'un ressort 128 à l'opposé du sens d'enfoncement. Dans le sens d'enfoncement, le cylindre de guidage 120 est prolongé par un guide-cheville 130 pourvu d'un orifice central 131. Une zone extrême du cylindre de guidage 120 opposée au sens d'enfoncement est munie d'un magasin de cartouches 121. Dans la chambre intérieure 122 du cylindre de guidage 120 se trouve un piston- poussoir constitué d'une tige 142 et d'une partie de tête 141 qui dépasse radialement de la tige 142. Le boîtier 110 possède un axe 161 sur lequel un élément de rappel 150 est monté rotatif. L'élément de rappel 150 comporte deux bras de levier 151, 152. L'un des bras de levier, 151, coopère avec une surface d'entraînement 143 du piston-poussoir 140 orientée dans le sens d'enfoncement. Le second bras de levier 152 est pourvu d'un profilage 154 en forme de came de commande qui est formée par une fente longitudinale fermée de toutes parts dans laquelle pénètre un contre- profilage 126 en forme d'ergot de commande. L'ergot de commande fait partie du cylindre de guidage 120 et se trouve sur un bras porteur 160 qui dépasse latéralement du cylindre de guidage 120 et qui traverse un orifice de passage latéral du boîtier 110. Le second bras de levier 152 coopère avec un élément élastique 153 en forme de ressort de traction. La figure 6 montre l'outil de scellement en position relâchée. Le pistonpoussoir 140 se trouve en position initiale prête à l'amorçage. L'ergot de commande est appliqué contre l'extrémité de la fente longitudinale qui est la plus proche de l'axe 161. Lors de la mise en contact de l'outil de scellement contre un support non représenté, le cylindre de guidage 120 se déplace par rapport au boîtier 110 à l'opposé du sens d'enfoncement jusqu'à ce que l'outil de scellement ait atteint sa position de mise en contact. Lors du déplacement du cylindre de guidage 120, l'ergot de commande glisse le long de la came de commande du second bras de levier 152. L'élément de rappel 150 tourne, de sorte que le bras de levier 151 se décolle de la surface d'entraînement 143 du piston-poussoir 140 et se déplace dans le sens d'enfoncement jusqu'à ce que l'élément de rappel 150 parvienne en position de libération. Dans cette position de libération, le bras de levier 151 se trouve à l'extérieur de la zone de déplacement de la partie de tête 141 du piston-poussoir 140. L'ergot de commande est appliqué contre l'extrémité de la fente longitudinale qui est la plus éloignée de l'axe 161. Après l'amorçage d'une cartouche non représentée placée dans le logement à cartouche 121, le piston- poussoir 140 est accéléré dans le sens d'enfoncement et enfonce dans un support non représenté un élément de fixation également non représenté inséré dans l'orifice central 131 du guide-cheville 130. À l'issue de cette opération d'enfoncement, le piston-poussoir 140 revient dans la position de repos représentée sur la figure 7. Lors du décollement ultérieur de l'outil de scellement par rapport au support, le ressort 128 déplace à nouveau le cylindre de guidage 120 par rapport au boîtier 110 dans le sens d'enfoncement. L'ergot de commande glisse le long de la came de commande et fait tourner l'élément de rappel autour de l'axe 161. Le bras de levier 151 coopère à nouveau avec la surface d'entraînement 143 du piston- poussoir 140 et déplace le piston-poussoir 140 par rapport au cylindre de guidage 120 jusqu'à une position initiale représentée sur la figure 6. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs, comprenant un boîtier (10, 110), un cylindre de guidage (20, 120), un piston-poussoir à déplacement axial (40, ) disposé dans le cylindre de guidage (20, 120) ainsi qu'un élément de rappel (50, 150) qui peut pivoter autour d'un axe (61, 161) coopérant avec le boîtier (10, 110) et qui comporte un bras de levier (51, 151) coopérant avec une surface d'entraînement (43, 143) du piston- poussoir (40, 140) orientée dans le sens d'enfoncement, caractérisé en ce que le cylindre de guidage (20, 120) peut être déplacé par rapport au boîtier (10, 110) à l'opposé du sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort (28, 128), et en ce que l'élément de rappel (50, 150) comporte un second bras de levier (52, 152) qui coopère avec le cylindre de guidage (20, 120). 2. Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second bras de levier (52, 152) comporte un profilage (54, 154) qui coopère avec un contre-profilage (26, 126) disposé sur le cylindre de guidage (20, 120). 3. Outil de scellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilage (154) est formé par une came de commande et le contre- profilage (126) par un ergot de commande. 4. Outil de scellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilage (54) et le contre- profilage (26) sont réalisés sous forme dentée. 5. Outil de scellement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le contre-profilage (26) est disposé sur un cliquet (23) qui est relié au cylindre de guidage (20) avec la possibilité de pivoter à l'encontre de la force d'un ressort d'appui (27). 6. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la force d'un élément élastique (53, 153) agissant entre le boîtier (10, ) et l'élément de rappel (50, 150) propulse le bras de levier (51, 151) dans le sens d'enfoncement. 7. Outil de scellement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément élastique (53) est conçu sous la forme d'un ressort de compression entourant l'axe (61). 8. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe (61) est monté sur un bras porteur (60) mobile par rapport au cylindre de guidage (20).