Brevet FR2774618A1 — publié le 19990813

L'invention concerne un outil de scellement pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs, comprenant un piston-poussoir apte à se déplacer axialement dans un cylindre de guidage, et un chariot qui est apte à se déplacer dans un boîtier de guidage parallèlement à l'axe longitudinal du piston- poussoir à l'encontre de la force d'un ressort et qui comporte un cliquet pivotant pouvant coopérer avec une surface de butée du piston- poussoir orientée dans le sens d'enfoncement et pouvant pivoter, à l'encontre de la force d'un élément élastique, hors de la projection axiale du piston-poussoir du fait de la coopération d'un profil de commande du cliquet avec une came. Pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs tels que béton, roche, acier ou analogues, on utilise des outils de scellement actionnés par des gaz à haute pression. Dans un type d'outil de scellement largement répandu et préconisé pour des raisons de sécurité, les gaz à haute pression agissent sur un piston-poussoir qui, pour sa part, coopère avec l'élément de fixation à enfoncer. Ces outils présentent certes des avantages déterminants, mais souffrent d'un inconvénient, à savoir que le piston-poussoir doit être repoussé en position initiale après chaque opération d'enfoncement. On connaît ainsi, du document DE-A-2026293, un outil de scellement par explosif dont le piston-poussoir peut être ramené manuellement en position initiale après chaque opération de scellement. À cet effet, un chariot peut se déplacer axialement dans un boîtier de guidage au moyen d'une poignée manoeuvrable à l'extérieur de l'outil de scellement. Le chariot est relié, par un ressort de traction, à une zone du boîtier de guidage orientée dans le sens d'enfoncement. Sur le chariot est monté pivotant un cliquet qui, au moyen d'un élément élastique, peut pivoter dans la projection axiale du piston-poussoir lorsque le chariot est déplacé avec la poignée à l'opposé du sens d'enfoncement. Lorsque le chariot se trouve en position initiale, un profil de commande du cliquet coopère avec une came, de sorte que le cliquet ne fait plus saillie dans la projection axiale. Cette façon de ramener le piston-poussoir est très pénible et peut être dangereuse si, simultanément au déplacement du chariot à l'opposé du sens d'enfoncement au moyen de la poignée, une nouvelle cartouche déjà mise en place est amorcée. L'invention a pour but de fournir un outil de scellement qui peut être actionné de manière simple et sûre au moyen de gaz à haute pression et dans lequel le piston-poussoir est ramené automatiquement en position initiale après chaque opération de scellement. Ce but est atteint par un outil de scellement caractérisé en ce que les zones extrêmes du boîtier de guidage ainsi que du cylindre de guidage orientées à l'opposé du sens d'enfoncement communiquent entre elles par au moins un canal de liaison, en ce que la force du ressort agit à l'opposé du sens d'enfoncement, et en ce que la came est disposée dans la zone extrême du cylindre de guidage opposée au sens d'enfoncement. Dans un outil de scellement selon l'invention, outre le piston- poussoir, le chariot est lui aussi accéléré dans le sens d'enfoncement par les gaz à haute pression. Un cliquet disposé sur le chariot comporte un profil de commande qui, dans la position initiale du chariot, coopère avec une came. On empêche ainsi le cliquet de faire saillie dans la projection axiale du piston propulseur. Le piston-poussoir, soumis à une accélération supérieure à celle du chariot, peut ainsi être accéléré sans entrave dans le sens d'enfoncement par les gaz à haute pression. Lorsque le chariot est accéléré dans le sens d'enfoncement conjointement avec le piston-poussoir, le profil de commande se sépare de la came, et l'élément élastique disposé entre le cliquet et le chariot fait pivoter le cliquet dans la projection axiale du piston-poussoir. Le chariot atteint sa position extrême au plus tôt lorsque le piston-poussoir rebondit dans la zone extrême du cylindre de guidage orientée dans le sens d'enfoncement ou contre l'élément de fixation enfoncé et lorsqu'il repart vers sa position initiale sous l'effet de l'énergie résiduelle emmagasinée. Sur le trajet vers sa position initiale, le piston- poussoir rencontre le cliquet en saillie dans la projection axiale du piston propulseur. Pour que le piston- poussoir ne reste pas accroché au cliquet, celui-ci comporte, sur son côté orienté dans le sens d'enfoncement, une surface inclinée qui, au contact du piston-poussoir, fait pivoter le cliquet hors de la projection axiale jusqu'à ce que le piston-poussoir l'ait franchi. Le ressort précontraint lors de l'accélération du chariot dans le sens d'enfoncement et conformé par exemple en ressort de compression ou en ressort à crosse repousse le chariot en position initiale une fois qu'il a atteint une position extrême orientée dans le sens d'enfoncement. Le piston-poussoir, qui ne se trouve pas encore en position initiale, est ainsi intercepté par un bord de butée du cliquet au niveau de sa surface de butée orientée dans le sens d'enfoncement et est amené en position initiale. Peu avant que le chariot ne retrouve sa position initiale, son profil de commande rencontre à nouveau la came, et le cliquet pivote hors de la projection axiale du piston- poussoir. Une accélération retardée du chariot par rapport au pistonpoussoir est obtenue par le fait que, de préférence, le canal de liaison débouche radialement dans le cylindre de guidage à distance axiale d'un fond tourné dans le sens d'enfoncement. Une répartition uniforme des gaz à haute pression à l'intérieur de la zone extrême du canal de guidage orientée dans le sens d'enfoncement est obtenue de manière appropriée par le fait que le canal de liaison débouche dans un fond du boîtier de guidage tourné dans le sens d'enfoncement. Le chariot est muni, par exemple, d'une chambre de répartition qui est ouverte en direction d'une extrémité libre orientée à l'opposé du sens d'enfoncement et qui sert à la dilatation des gaz à haute pression avant que le chariot ne soit accéléré dans le sens d'enfoncement. Dans les outils de scellement qui, pour l'enfoncement d'éléments de fixation de différentes longueurs, doivent présenter des pressions de gaz propulseur de différentes valeurs, deux canaux de liaison débouchent avantageusement dans le boîtier de guidage, un premier canal de liaison étant pourvu d'un canal d'évent dont la section transversale peut être modifiée au moyen d'un élément de réglage et qui s'étend entre le cylindre de guidage et l'atmosphère libre, et un second canal de liaison débouchant dans le cylindre de guidage dans le sens d'enfoncement à distance axiale du canal d'évent. Les deux canaux de liaison acheminent vers le canal de guidage une partie des gaz à haute pression qui, indépendamment de la position de l'élément de réglage par rapport au canal d'évent et indépendamment de la pression établie dans le cylindre de guidage par l'intermédiaire de l'élément de réglage, imposent au chariot une sollicitation toujours égale, de sorte que celui-ci est toujours accéléré à la même vitesse dans le sens d'enfoncement. Si, par exemple, la totalité de l'énergie des gaz à haute pression est requise dans le cylindre de guidage, l'élément de réglage se trouve en position fermée. Le canal d'évent est alors fermé. Les gaz à haute pression nécessaires pour accélérer le chariot pénètrent donc en totalité dans le boîtier de guidage à travers le second canal de liaison. Si, par exemple, une pression moindre est requise dans le cylindre de guidage, le canal d'évent est ouvert au moins partiellement par l'élément de réglage. De cette façon, les gaz à haute pression nécessaires pour accélérer le chariot dans le sens d'enfoncement pénètrent dans le boîtier de guidage en passant par le premier canal de liaison, relié au canal d'évent, et par le second canal de liaison. Pour des raisons de simplicité et de rentabilité de la fabrication, l'élément de réglage peut se déplacer de préférence sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal du canal d'évent. Pour que le cliquet disposé sur le chariot puisse coopérer par complémentarité de formes avec le piston-poussoir lorsque le chariot est ramené en position initiale, la chambre intérieure du cylindre de guidage et le canal de guidage du boîtier de guidage sont, de manière appropriée, reliés par une fente longitudinale. Cette fente longitudinale s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du piston- poussoir. À travers cette fente longitudinale, le cliquet peut pivoter dans la chambre intérieure du cylindre de guidage ou dans la projection axiale du piston-poussoir. Pour des raisons touchant à la fabrication, le canal de guidage du boîtier de guidage et le chariot présentent avantageusement une section transversale circulaire. Pour empêcher le chariot de tourner à l'intérieur du canal de guidage, le boîtier de guidage est de préférence pourvu d'une fente longitudinale qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du piston-poussoir et qui est traversée par un élément de guidage coopérant avec le chariot. Pour des raisons touchant à la fabrication, l'élément de guidage est avantageusement conçu sous la forme d'une broche reliée au chariot. L'invention sera exposée en détail en référence à des dessins qui illustrent un exemple de réalisation. Ces dessins montrent sur: la figure 1, une vue simplifiée d'un outil de scellement selon l'invention; la figure 2, une vue agrandie et en coupe d'une partie de l'outil de scellement selon la figure 1, en position initiale; la figure 3, une vue agrandie et en coupe d'une partie de l'outil de scellement selon la figure 1, juste avant le début de l'opération de scellement; la figure 4, une vue agrandie et en coupe d'une partie de l'outil de scellement selon la figure 1, au terme de l'opération de scellement; la figure 5, une vue en coupe et agrandie de la zone extrême, tournée à l'opposé du sens d'enfoncement, du cylindre de guidage d'un autre outil de scellement selon l'invention. L'outil de scellement représenté sur la figure 1 peut être actionné au moyen de gaz à haute pression, par exemple d'explosif, et comporte un boîtier 1, une poignée 2 faisant corps avec le boîtier 1, et, traversant la poignée 2, un canal à cartouches 4 pour un magasin de cartouches en forme de bande non représenté renfermant plusieurs cartouches. Dans la zone de transition entre le boîtier 1 et la poignée 2 est disposé un commutateur d'actionnement 3 qui sert à déclencher un mécanisme d'amorçage non représenté. Un cylindre de guidage 5 et la tige 61 d'un piston propulseur 6 dépassent de la zone extrême du boîtier 1 orientée dans le sens d'enfoncement. Le cylindre de guidage 5 illustré sur les figures 2, 3 et 4 peut être déplacé, par rapport au boîtier 1 de l'outil de scellement, à l'opposé du sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort non représenté lorsque l'outil de scellement est appliqué contre un support également non représenté. Le cylindre de guidage 5 comporte, au niveau d'une zone extrême située à l'opposé du sens d'enfoncement, un logement de cartouche 64 dans lequel est logée une cartouche non représentée. Dans la chambre intérieure du cylindre de guidage 5 se trouve un pistonpoussoir 6 qui est apte à se déplacer axialement et qui se compose d'une tige 61 et d'une partie de tête 62 reliée à la tige 61 à l'opposé du sens d'enfoncement, la partie de tête 62 dépassant radialement de la tige 61. La surface transversale de la partie de tête 62 correspond sensiblement au diamètre intérieur de la chambre intérieure du cylindre de guidage 5. La tige 61 présente un diamètre constant. Dans la zone de transition entre la partie de tête 62 et la tige 61 se trouve une surface de butée 63 tournée dans le sens d'enfoncement. La chambre intérieure du cylindre de guidage 5 comporte un fond 51 qui est tourné dans le sens d'enfoncement et dans lequel débouche un canal communiquant avec le logement de cartouche 64. Un orifice d'évacuation 14 ménagé dans la périphérie du cylindre de guidage 5 sert à purger la chambre intérieure du cylindre de guidage 5. Parallèlement au cylindre de guidage 5 s'étend un boîtier de guidage 7 pourvu d'un canal de guidage cylindrique 71 dans lequel est disposé un chariot 73 apte à se déplacer dans le sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort 8 et muni d'un cliquet 78 qui peut pivoter autour d'un pivot 731 et qui prend appui par l'intermédiaire d'un élément élastique 75. Le cliquet 78 se trouve sur le côté du chariot 73 tourné vers le cylindre de guidage 5. Sur le côté du chariot 73 tourné vers le cylindre de guidage 5 se trouve une surface 782 inclinée dans le sens d'enfoncement, un profil de commande incliné 781 orienté à l'opposé du sens d'enfoncement, et un bord de butée 783 situé entre la surface inclinée 782 et le profil de commande 781 et orientée à l'opposé du sens d'enfoncement. Sur le côté opposé au cylindre de guidage 5, le cliquet 78 est pourvu d'un trou borgne qui sert à recevoir au moins une partie de l'élément élastique 75. Parallèlement à l'axe longitudinal du trou borgne dépasse, du cliquet 78, un élément de guidage 76 en forme de broche qui traverse un perçage radial du chariot 73 et une fente longitudinale 74 du boîtier de guidage 7. Cet élément de guidage 76 empêche le chariot 73 de tourner à l'intérieur du canal de guidage 71. La chambre intérieure du cylindre de guidage 5 et le canal de guidage 71 du boîtier de guidage 7 possèdent chacun un fond 51, 72, tourné dans le sens d'enfoncement, et une fente longitudinale 65, 77 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du piston-poussoir 6. Au niveau de la zone extrême, orientée à l'opposé du sens d'enfoncement, de la fente longitudinale 65 se trouve une came 13 qui, dans la position initiale du chariot 73, coopère avec le profil de commande 781 du cliquet 78. Les zones extrêmes, orientées à l'opposé du sens d'enfoncement, de la chambre intérieure formée par le cylindre de guidage 5 et du canal de guidage 71 formé par le boîtier de guidage 7 sont reliées entre elles par un canal de liaison 10. La figure 5 montre un cylindre de guidage 105 avec un piston-poussoir 106 et un boîtier de guidage 107 pourvu d'un canal de guidage 171 dans lequel un chariot 173 peut se déplacer dans le sens d'enfoncement à l'encontre de la force d'un ressort non représenté. Dans le canal de guidage 171 du boîtier de guidage 107 débouchent deux canaux de liaison 110, 150, un premier canal de liaison 110 étant pourvu d'un canal d'évent 160 dont la section transversale peut être modifiée au moyen d'un élément de réglage 111 et qui s'étend entre la chambre intérieure du cylindre de guidage 105 et l'atmosphère libre, et un second canal de liaison 150 débouchant dans le cylindre de guidage 105 à distance axiale du canal d'évent 160 dans le sens d'enfoncement. Les deux canaux de liaison 110, 150 acheminent vers le canal de guidage 107 une partie des gaz à haute pression qui, indépendamment de la position de l'élément de réglage 111 par rapport au canal d'évent 160 et indépendamment de la pression établie dans le cylindre de guidage 105 par l'intermédiaire de l'élément de réglage 111, imposent au chariot 173 une sollicitation toujours égale, de sorte que celui-ci est toujours accéléré à la même vitesse dans le sens d'enfoncement. Si, par exemple, la totalité de l'énergie des gaz à haute pression est requise dans le cylindre de guidage 105 pour le piston-poussoir 106, l'élément de réglage 111 se trouve en position fermée. Le canal d'évent 160 est alors fermé. Les gaz à haute pression nécessaires pour accélérer le chariot 173 pénètrent donc en totalité dans le boîtier de guidage 107 à travers le second canal de liaison 150. Si, par exemple, une pression moindre est requise dans le cylindre de guidage, le canal d'évent est ouvert au moins partiellement par un déplacement de l'élément de réglage 111 à l'opposé du sens d'enfoncement. De cette façon, les gaz à haute pression nécessaires pour accélérer le chariot 173 dans le sens d'enfoncement pénètrent dans le boîtier de guidage 107 en passant par le premier canal de liaison , relié au canal d'évent 160, et par le second canal de liaison 150. Des obturateurs non représentés disposés dans le canal d'évent 160 et dans le premier canal de liaison ainsi que dans le second canal de liaison 150 permettent de faire varier le diamètre intérieur de ces canaux 160, 150, 110 et donc la vitesse d'écoulement des gaz à haute pression dans ces canaux 160, 150, 110. Le déroulement d'une opération de scellement avec un outil de scellement selon les figures 1 à 4 sera exposé ci- apres: Dans un outil de scellement selon l'invention, le piston- poussoir 6 et le chariot 73 se trouvent en position initiale comme le montre la figure 2. Le profil de commande 781 du cliquet 78 coopère avec la came 13. Le cliquet 78 ne fait pas saillie dans la projection axiale du piston-poussoir 6. Peu après l'amorçage d'une cartouche, il se produit d'abord une accélération du piston-poussoir 6 et, peu après, une accélération du chariot 73. Cela est représenté sur la figure 3. Le profil de commande 781 se sépare alors de la came 13, et l'élément élastique 75 disposé entre le cliquet 78 et le chariot 73 fait pivoter le cliquet 78 dans la projection axiale du piston-poussoir 6. Comme le piston-poussoir 6 possède une accélération supérieure à celle du chariot 73, le chariot 73 atteint sa position extrême au plus tôt lorsque le piston-poussoir 6 rebondit dans la zone extrême du cylindre de guidage 5 orientée dans le sens d'enfoncement ou contre l'élément de fixation enfoncé et lorsqu'il repart vers sa position initiale à l'aide de l'énergie résiduelle accumulée. Dans sa position extrême orientée dans le sens d'enfoncement, le chariot rebondit contre un élément amortisseur 9. La figure 4 montre le piston-poussoir 6 sur le trajet vers sa position initiale. Le piston-poussoir 6 rencontre le cliquet 78 en saillie dans la projection axiale. Pour que le piston-poussoir 6 ne reste pas accroché au cliquet 78, celui-ci comporte, sur son côté orienté dans le sens d'enfoncement, une surface inclinée 782 qui, au contact du pistonpoussoir 6, fait pivoter le cliquet 78 hors de la projection axiale jusqu'à ce que le piston-poussoir 6 l'ait franchi. Le ressort 8 précontraint lors de l'accélération du chariot 73 dans le sens d'enfoncement repousse le chariot 73 en position initiale une fois qu'il a atteint une position extrême orientée dans le sens d'enfoncement. Le piston-poussoir 6, qui ne se trouve pas encore en position initiale, est ainsi intercepté par le cliquet 78 au niveau de sa surface de butée 63 orientée dans le sens d'enfoncement et est amené en position initiale. Peu avant que le chariot 73 ne retrouve sa position initiale, son profil de commande 781 rencontre la came 13, et le cliquet 78 pivote hors de la projection axiale du piston-poussoir 6. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement pour enfoncer des éléments de fixation en forme de clous dans des supports durs, comprenant un piston-poussoir (6, 106) apte à se déplacer axialement dans un cylindre de guidage (5, ), et un chariot (73, 173) qui est apte à se déplacer dans un boîtier de guidage (7, 107) parallèlement à l'axe longitudinal du piston-poussoir (6, 106) à l'encontre de la force d'un ressort (8) et qui comporte un cliquet pivotant (78) pouvant coopérer avec une surface de butée (63) du piston- poussoir (6, 106) orientée dans le sens d'enfoncement et pouvant pivoter, à l'encontre de la force d'un élément élastique (75), hors de la projection axiale du piston-poussoir (6, 106) du fait de la coopération d'un profil de commande (781) du cliquet (78) avec une came (13), caractérisé en ce que les zones extrêmes du boitier de guidage (7, 107) ainsi que du cylindre de guidage (5, 105) orientées à l'opposé du sens d'enfoncement communiquent entre elles par au moins un canal de liaison (10, 110, 150), en ce que la force du ressort (8) agit à l'opposé du sens d'enfoncement, et en ce que la came (13) est disposée dans la zone extrême du cylindre de guidage (5, 105) opposée au sens d'enfoncement. 2. Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de liaison (10) débouche radialement dans le cylindre de guidage (5) à distance axiale d'un fond (51) tourné dans le sens d'enfoncement. 3. Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de liaison (10) débouche dans un fond (72) du boîtier de guidage (7) tourné dans le sens d'enfoncement. 4. Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux canaux de liaison (110, ) débouchent dans le boîtier de guidage (107), un premier canal de liaison (110) étant pourvu d'un canal d'évent (160) dont la section transversale peut être modifiée au moyen d'un élément de réglage (111) et qui s'étend entre le cylindre de guidage (105) et l'atmosphère libre, et un second canal de liaison (150) débouchant dans le cylindre de guidage (105) dans le sens d'enfoncement à distance axiale du canal d'évent (160). 5. Outil de scellement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de réglage (111) peut se déplacer sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal du canal d'évent (160). 6. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre intérieure du cylindre de guidage (5, 105) ainsi que le canal de guidage (71, 171) du boîtier de guidage (7, 107) sont reliés entre eux par une fente longitudinale (65, 77). 7. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le boîtier de guidage (7, 107) et le chariot (73, 173) présentent une section transversale circulaire. 8. Outil de scellement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier de guidage (7, 107) est pourvu d'une fente longitudinale (74) qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du piston propulseur (6, 106) et qui est traversée par un élément de guidage (76) coopérant avec le chariot (73, 173)). 9. Outil de scellement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de guidage (76) est conçu sous la forme d'une broche reliée au chariot (73, 173).