Brevet FR2786823A1 — publié le 20000609

La présente invention concerne un dispositif pneumatique permettant un déplacement en translation d'un outil. Un tel dispositif est par exemple utilisé dans une agrafeuse pneumatique ou un outil à riveter. Dans un tel outil, on trouve un distributeur qui permet d'envoyer de l'air comprimé tantôt sur une face d'un piston, tantôt sur l'autre face de ce piston. On réalise ainsi un mouvement de va-et-vient de ce piston. Un outil, par exemple un outil permettant de pousser une agrafe, est relié au piston et suit celui-ci dans son mouvement de va- et-vient. Des brevets européens, EP 0 247 360 et EP 0 265 321, décrivent des outils permettant de réaliser une connexion autodénudante dans le domaine électrique. Un des buts de l'invention est de fournir un dispositif pneumatique pouvant entraîner un tel outil. Il est déjà connu de manipuler cet outil manuellement. On a alors un dispositif en forme de pistolet actionné par une gâchette. L'action sur la gâchette entraîne le déplacement en translation de l'outil qui vient réaliser une connexion d'un fil électrique en poussant ce dernier entre deux mâchoires autodénudantes. Pour garantir la réalisation d'une bonne connexion électrique, l'outil ne peut revenir dans sa position de repos qu'après avoir effectué entièrement la course prévue. Si l'outil s'arrête avant la fin de sa course, il ne revient pas dans sa position de départ. La présente invention a alors pour but de reproduire cette sécurité avec un dispositif pneumatique. On souhaite donc réaliser un dispositif pneumatique qui ne puisse pas revenir dans sa position de départ tant que la fin de course n'a pas été obtenue. De plus, il est avantageux d'avoir un dispositif pneumatique monocoup, c'est-à-dire que lorsque l'utilisateur agit une fois sur la gâchette ou similaire du dispositif, il ne déclenche qu'un mouvement de va-et-vient de l'outil. À cet effet, le dispositif qu'elle propose est un dispositif pneumatique permettant le déplacement en translation d'un outil, comportant un raccord à une source5 de gaz sous pression, un corps dans lequel est monté un piston mobile en translation entre deux positions, une position effacée de repos et une position sortie, ainsi qu'un tiroir coulissant permettant la distribution du gaz sous pression tantôt sur une face du piston, tantôt sur sa10 face opposée, l'outil étant relié directement ou indirectement au piston. Selon l'invention, le piston est relié à un détecteur mécanique disposé entre le piston et le tiroir coulissant dans une chambre alimentée en gaz sous pression15 et mobile entre une position dans laquelle il obture l'arrivée de gaz sous pression et une position dans laquelle il libère cette arrivée en se trouvant par rapport à celle-ci opposé au tiroir coulissant, et des moyens sont prévus pour que le détecteur mécanique ne soit entraîné par le piston lorsque celui-ci se déplace de sa position de repos vers sa position sortie qu'après une course donnée du piston. Ainsi, le détecteur ne libère l'arrivée du gaz comprimé que lorsque la course du piston est suffisante pour garantir que l'opération souhaitée a bien été effectuée. C'est cette libération qui permet un retour du tiroir de distribution vers sa position initiale, autorisant alors le retour du piston. Si donc le piston n'avance pas assez, l'outil reste bloqué, montrant de cette manière à l'opérateur que l'opération n'est pas bien effectuée. Dans une forme de réalisation préférée, le détecteur mécanique se présente sous la forme d'un piston comportant une tête de piston et une tige, la tige de piston étant montée coulissante dans un alésage réalisé dans le piston du dispositif pneumatique, et la tige de piston présentant une fente la traversant de part en part et s'étendant axialement dans laquelle prend place une goupille solidaire du piston. Pour garantir que l'opération effectuée par l'outil est terminée, le détecteur mécanique ne libère de préférence l'arrivée de gaz sous pression qu'en fin de course du piston. Dans une forme de réalisation du dispositif pneumatique selon l'invention, la course de l'outil est déclenchée en agissant sur le tiroir coulissant. Pour avoir un dispositif pneumatique monocoup, le tiroir coulissant comporte avantageusement une tige s'étendant à l'opposé de l'outil et montée coulissante dans un alésage débouchant à l'air libre et des moyens permettent un encliquetage réversible de la tige dans une position donnée par rapport à l'alésage, l'alésage étant réalisé dans une pièce mobile en translation. Cette dernière est par exemple un bouton permettant de déclencher une opération de l'outil. Dans ce cas, un ressort rappelle avantageusement la tige du tiroir dans sa position encliquetée lorsque la tige est enfoncée dans son alésage audelà de cette position encliquetée. Ceci facilite le retour dans la position encliquetée qui est la position de repos. Plusieurs solutions existent pour commander l'outil. Une forme de réalisation préférée prévoit que le dispositif selon l'invention comporte une poignée entourant une extrémité du corps opposée à l'outil, présentant un fond, montée coulissante par rapport au corps, que le fond de la poignée est destiné à agir directement ou indirectement sur le tiroir coulissant, la poignée étant précontrainte élastiquement dans une position o elle n'agit pas sur le tiroir. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention. Figure 1 est une vue extérieure de côté d'un dispositif pneumatique selon l'invention, Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de la figure 1, Figures 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale, à échelle agrandie par rapport à la figure 2, montrant dans deux plans de coupe différents la position de repos du dispositif selon l'invention, et Figures 5 à 14 sont des vues correspondantes, pour les figures impaires à la figure 3 et pour les figures paires à la figure 4, du dispositif selon15 l'invention dans d'autres positions de fonctionnement. La figure 1 montre un dispositif pneumatique permettant de réaliser une connexion autodénudante au niveau d'une borne de connexion telle que celle décrite par exemple dans le brevet EP 0 247 360. Pour réaliser20 cette connexion, un outil 2 (figure 2) vient pousser un fil conducteur non dénudé entre les mâchoires d'une connexion autodénudante. Au cours de cette opération, l'outil 2 doit donc effectuer une translation pour pousser le fil conducteur. Une fois le fil connecté, l'outil 2 peut revenir dans sa position de repos. Un mouvement ultérieur de va- et-vient pour l'outil 2 est inutile une fois que le conducteur est connecté. Le dispositif pneumatique représenté au dessin est décrit dans le détail ci-après.30 La figure 1 montre le dispositif pneumatique selon l'invention en vue extérieure. Ce dispositif ressemble alors à une visseuse pneumatique classique. Il possède sensiblement le même encombrement. Le dispositif selon l'invention (Figure 2) comporte un corps 4 dans lequel sont ménagés des canaux permettant soit d'alimenter le dispositif en air comprimé à partir d'un tuyau d'alimentation 6, soit de réaliser l'échappement de l'air comprimé utilisé dans le dispositif. Le corps 4 est de forme générale cylindrique circulaire. Il est traversé axialement de part en part par un alésage dans lequel sont logés un bouton de commande 8, un tiroir coulissant 10, un détecteur mécanique 12 et un piston 14. Sur la partie droite de la figure 2, à droite du piston 14, se trouve une tête d'outil 16. Cette dernière permet le guidage de l'outil et son orientation dans l'espace (rotation autour d'un axe). Cette tête d'outil comporte une tige centrale 18 sur laquelle vient se monter l'outil 2. Une partie avant 20 est montée pivotante autour d'un axe longitudinal, de manière à permettre l'orientation de l'outil 2. Un ressort de rappel 22 précontraint l'outil 2 dans une position de repos rentrée. Une telle tête d'outil est déjà connue en soi de l'homme du métier et reprend les caractéristiques d'une tête d'outil utilisée sur un outil manuel permettant de réaliser une connexion autodénudante telle que décrite dans le brevet EP 0 247 360. Cette tête d'outil est montrée à titre d'exemple. On pourrait la remplacer par une tête d'agrafeuse ou de riveteuse, ou de tout autre outil fonctionnant en effectuant un mouvement de va-et- vient. Cette tête d'outil 16 ne sera donc pas décrite plus25 en détails dans la présente description. Le bouton de commande 8 présente un doigt 24 faisant saillie hors du corps 4. Pour limiter la course de ce bouton de commande, le corps 4 est fermé à son extrémité opposée à l'outil 2 par un couvercle 26. Dans le corps 4, le diamètre extérieur du bouton de commande 8 est adapté au diamètre de l'alésage intérieur réalisé dans le corps 4. Dans le bouton de commande 8, se trouve un trou borgne 28 débouchant vers l'intérieur du corps 4 et s'étendant axialement. L'action d'un utilisateur sur le bouton de commande 8 se fait par l'intermédiaire d'une poignée 30. Cette dernière vient envelopper l'extrémité du corps 4 du côté opposé à l'outil 2. Elle présente donc également une forme générale cylindrique de section circulaire. La poignée 2 et le corps 4 sont montés coaxialement sur un axe 32. Un ressort de rappel 34 est5 monté entre le corps 4 et la poignée 30. Une vis 36 permet de limiter le déplacement axial tant dans un sens que dans l'autre de la poignée 30 par rapport au corps 4. Le tiroir coulissant 10 présente une tige 38 ainsi que trois têtes 40 formant des pistons. Chaque tête 40 présente une gorge dans laquelle se trouve un joint torique 42 permettant de réaliser l'étanchéité entre la tête 40 correspondante et l'alésage réalisé dans le corps 4. Entre les têtes 40, le diamètre du tiroir 10 est inférieur au diamètre intérieur de l'alésage réalisé dans le corps 4, créant ainsi deux chambres 44 et 46. La tige du tiroir 38 est guidée dans le trou borgne 28 du bouton de commande 8. Afin de permettre un libre déplacement de la tige du tiroir 38 dans ce trou borgne 28, une mise à l'échappement 48 est prévue au fond du trou borgne 28. La tige du tiroir 38 présente dans le trou borgne 28 deux gorges 50 destinées à recevoir des billes 52. Un ressort 54 est prévu pour précontraindre les billes 52 en direction des gorges 50. La position de la tige 38 dans le trou borgne 28 est donc indexée. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'alésage du corps 4 au niveau des têtes 40 du tiroir 10 est chemisé. De même, le piston 14 et le détecteur mécanique 12 se déplacent dans une chemise 56. Le détecteur 12 présente une tête 58 pouvant coulisser de manière étanche dans la chemise 56, ainsi qu'une tige 60. Cette tige 60 comporte une fente 62 traversant diamétralement la tige 60 et s'étendant axialement. Cette fente 62 est non débouchante dans le sens axial. La tige 60 du détecteur 12 coulisse dans un trou borgne 64 ménagé dans le piston 14. Une goupille 66 solidaire du piston 14 traverse la fente 62. L'ensemble formé par la fente 62 et la goupille 66 permet un mouvement relatif en translation du détecteur 12 par rapport au piston 14. La course de ce détecteur 12 par rapport au piston 14 est limitée lorsque la goupille 66 vient en butée aux extrémités de la fente 62. Le piston 14 comporte une tête 68 ainsi qu'une tige 70. La tête de piston 68 se déplace de manière étanche par translation dans la chemise 56. La tige de piston 70 est orientée vers la tête d'outil 16. C'est elle qui agit directement ou indirectement sur l'outil. Les figures 3 à 14 montrent schématiquement le fonctionnement du dispositif pneumatique représenté à la figure 2. Les figures 3 et 4, respectivement 5 et 6, respectivement 7 et 8, etc... représentent à chaque fois le dispositif dans une même position. Les figures impaires (figures 3, 5,... 13) montrent le dispositif selon l'invention dans un premier plan de coupe, tandis que les figures paires (figures 4, 6,... 14) représentent ce dispositif dans un plan de coupe perpendiculaire au premier plan de coupe. Il est ainsi possible de voir les divers canaux permettant l'alimentation en air comprimé du dispositif et l'échappement de cet air comprimé. Dans un souci de simplification, les figures 3 à 14 ne représentent pas la tête d'outil ni la poignée 30. Les figures 3 et 4 représentent le dispositif selon l'invention dans sa position de repos. Le bouton de commande 8 est en appui contre le couvercle 26. La tige 38 du tiroir 10 étant cliquetée dans le trou borgne 28. Le piston 14 est dans sa position rentrée, c'est-à-dire, dans sa position la plus à gauche sur les figures. Ceci correspond à la position rentrée de l'outil 2. Le détecteur 12 est dans sa position la plus rapprochée possible du piston 14. La figure 3, de même que les figures impaires suivantes, représentent un premier canal 72 alimenté par le tuyau d'alimentation 6 et débouchant d'une part, dans la première chambre 44, et d'autre part, au niveau du détecteur 12. Un second canal 74 relie une chambre 76 voisine de la tête 68 du piston 14 du côté opposé à l'outil 2, à la tête 40 médiane du tiroir coulissant 10. Sur la figure 4, on voit, un troisième canal 78 qui met en liaison l'espace se trouvant entre le bouton de commande 8 et le tiroir 10, la seconde chambre 46, et l'espace se trouvant entre le tiroir 10 et le détecteur 12. Un quatrième canal 80 met quant à lui en liaison la première chambre 44 du tiroir 10 avec une chambre 82 voisine du piston 14 du côté de l'outil 2. Dans la position de repos des figures 3 et 4, les canal 72, chambre 44, canal 80 et chambre 82 sont donc en liaison avec la source d'air comprimé. Les autres canaux et chambres sont à l'échappement. Les figures 5 et 6 montrent le dispositif dans une seconde position. Par rapport aux figures 3 et 4, le bouton de commande 8 a été déplacé. Ce déplacement s'obtient par exemple en mettant en place l'outil 2 au niveau d'un fil conducteur à connecter et, en maintenant le dispositif par la poignée 30, en exerçant une pression sur le fil conducteur. La poignée 30 agit alors dans un sens tendant à faire rentrer le bouton de commande 8 dans le corps 4. La tige 38 du tiroir 10 étant encliquetée au niveau du bouton de commande 8, ce mouvement du bouton de commande 8 induit un déplacement (vers la droite sur les figures) du tiroir 10. Ce déplacement du tiroir 10 permet l'alimentation en air comprimé du second canal 74, tandis qu'il coupe l'alimentation en air comprimé du quatrième canal 80 qui se trouve mis à l'échappement. On alimente ainsi la chambre 76 en air comprimé et non plus la chambre 82. Lorsque la chambre 82 est alimentée en air comprimé, le piston est poussé vers la gauche sur les figures, c'est-à-dire qu'il ramène l'outil 2 dans sa position rentrée de repos, tandis que lorsque de l'air comprimé alimente la chambre 76, le piston 14 est poussé vers la droite sur les figures, c'est-à-dire qu'il pousse l'outil 2 hors de sa position rétractée. Le piston 14 se déplace donc dans le sens de la flèche 84 des figures 5 et 6. Le piston 14 se déplace alors sans entraîner avec lui le détecteur 12 jusqu'à la position représentée sur les figures 7 et 8. Comme pour la position représentée sur les figures 5 et 6, on a ici les canaux 72 et 74 qui sont alimentés en air comprimé, de même que les chambres 44 et 76, tandis que les autres chambres et canaux sont à l'échappement. Comme on le voit sur ces figures 7 et 8, le piston 14 n'est pas encore en fin de course. Dans la poursuite de sa course dans le sens de la flèche 84, le piston entraîne maintenant avec lui le détecteur mécanique 12. En effet, la goupille 66 a maintenant traversé toute la fente 62 de la tige 60 du détecteur mécanique 12, et vient entraîner ce détecteur 12. Lorsque le piston 14 arrive en fin de course, on est dans la position représentée sur les figures 9 et 10. Le détecteur 12 est alors venu déboucher une extrémité du canal 72 qui est alimentée en air comprimé. Cet air comprimé vient prendre place dans l'espace 86 se trouvant entre le tiroir 10 et le détecteur 12. L'air comprimé vient agir sur le détecteur 12 et sur le tiroir 10. Le détecteur 12 est déplacé vers la droite (sur les figures), c'est-à-dire, vers le piston 14. Le tiroir 10 est quant à lui poussé vers la gauche (sur les figures), c'est-à-dire, vers le bouton de commande 8. Sur le dessin, ce mouvement a été décomposé en deux temps. Dans un premier temps, on estime que le détecteur 12 se déplace vers le piston 14 jusqu'à venir en butée. On arrive à la configuration des figures 11 et 12. Sur ces figures 11 et 12, les canaux 72 et 74, les chambres 76 et 44, de même que l'espace 86 entre le tiroir et le détecteur 12 sont alimentés en air comprimé. Les autres canaux et chambres sont à l'échappement. Dans la dernière position représentée au dessin (figures 13 et 14), le tiroir 10 est repoussé vers la gauche, c'est-à-dire, du côté opposé à l'outil. La force exercée par l'air comprimé sur le tiroir est importante, et de ce fait, les billes 52 viennent échapper de la gorge 50. La tige 38 du tiroir 10 vient s'enfoncer dans le trou borgne 28. Ce déplacement du tiroir 10 provoque un changement de la distribution de l'air comprimé. Le premier canal 72 est toujours alimenté en air comprimé. Cet air comprimé est distribué d'une part, à la chambre 44 du tiroir, et d'autre part, à l'espace 86 situé entre le10 tiroir 10 et le détecteur 12. La chambre 44 n'est plus en communication avec le second canal 74 qui débouche maintenant au niveau de la tête centrale 40 du tiroir 10, mais avec le quatrième canal 80. De ce fait, ce n'est plus la chambre 76 mais la chambre 82 qui est alimentée en air15 comprimé. Le piston est donc rappelé dans sa position initiale représentée sur les figures 3 et 4. Dans son mouvement, il entraîne avec lui le détecteur 12. Lorsque l'opérateur relâche l'outil, la poignée 30 est ramenée dans sa position de repos grâce notamment au ressort de rappel 34 et n'exerce ainsi plus d'action sur le bouton de commande 8. Ce dernier peut, grâce à l'action d'un ressort de rappel 88, revenir en butée contre le couvercle 26. Au cours de ce mouvement, les billes 52 viennent reprendre place dans la gorge 50 correspondante. On arrive ainsi à la position représentée sur les figures 3 et 4. On constate dans la description du fonctionnement ci-dessus que si le piston n'arrive pas en fin de course dans la position sortie de l'outil, le détecteur 12 ne vient pas découvrir l'extrémité du premier canal qui débouche sensiblement au niveau du détecteur 12. C'est ce mouvement du détecteur 12 qui permet de commander le retour de l'outil dans sa position de repos. Même en relâchant alors la poignée 30, l'outil ne revient pas dans sa position représentée sur les figures 3 et 4. L'opérateur constate donc que l'outil n'est pas arrivé en fin de course et sait que la connexion réalisée est mal faite. Le dispositif décrit est un dispositif monocoup. En effet, tant que l'utilisateur ne relâche pas l'outil, un nouveau mouvement du piston n'est pas amorcé. Il faut 5 que le bouton de commande 8 revienne dans sa position de repos (figures 3 et 4) pour pouvoir réinitier un nouveau déplacement du piston. En effet, tant que la poignée n'est pas relâchée, le dispositif reste dans la position représentée sur les figures 13 et 14, et la chambre 76 n'est pas alimentée en air comprimé, empêchant ainsi un nouveau mouvement vers l'avant du piston 14. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation préférentiel décrit ci-dessus à titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse au contraire toutes les variantes dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi par exemple, la poignée agissant sur le bouton de commande pourrait être remplacée par une gâchette. D'autres moyens sont également possibles pour20 permettre un mouvement relatif entre le piston et le détecteur mécanique. On peut penser par exemple à un montage télescopique. Comme indiqué déjà plus haut, ce dispositif pneumatique peut s'utiliser avec d'autres outils que l'outil représenté au dessin. REVENDICATIONS 1. Dispositif pneumatique permettant le déplacement en translation d'un outil (2), comportant un raccord à une source de gaz sous pression, un corps (4) dans lequel est monté un piston (14) mobile en translation entre deux positions, une position effacée de repos et une position sortie, ainsi qu'un tiroir (10) coulissant permettant la distribution du gaz sous pression tantôt sur une face du piston (14), tantôt sur sa face opposée, l'outil (2) étant relié directement ou indirectement au piston (14), caractérisé en ce que le piston (14) est relié à un détecteur mécanique (12) disposé entre le piston (12) et le tiroir (10) coulissant dans une chambre alimentée en15 gaz sous pression et mobile entre une position dans laquelle il obture l'arrivée de gaz sous pression et une position dans laquelle il libère cette arrivée en se trouvant par rapport à celle-ci opposé au tiroir (10) coulissant, et en ce que des moyens sont prévus pour que le détecteur mécanique (12) ne soit entraîné par le piston (14) lorsque celui-ci se déplace de sa position de repos vers sa position sortie qu'après une course donnée du piston.25 2. Dispositif pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur mécanique (12) se présente sous la forme d'un piston comportant une tête de piston (58) et une tige (60), en ce que la tige de piston (60) est montée coulissante dans un alésage (64) réalisé dans le piston (14) du dispositif pneumatique, et en ce que la tige de piston (60) présente une fente (62) la traversant de part en part et s'étendant axialement dans laquelle prend place une goupille (66) solidaire du piston (14). 3. Dispositif pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le détecteur mécanique (12) ne libère l'arrivée de gaz sous pression qu'en fin de course du piston (14). 4. Dispositif pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la course de l'outil (2) est déclenchée en agissant sur le tiroir (10) coulissant. 5. Dispositif pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tiroir (10) coulissant comporte une tige (38) s'étendant à l'opposé de l'outil (2) et montée coulissante dans un alésage (28) débouchant à l'air libre, et en ce que des moyens (50,52,54) permettent un encliquetage réversible de la tige (38) dans une position donnée par rapport à l'alésage (28), l'alésage (28) étant réalisé dans une pièce mobile (8) en translation. 6. Dispositif pneumatique selon la revendication , caractérisé en ce qu'un ressort (88) rappelle la tige (38) du tiroir (10) dans sa position encliquetée lorsque la tige (38) est enfoncée dans son alésage (28) audelà de cette position encliquetée. 7. Dispositif pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une poignée (30) entourant une extrémité du corps (4) opposée à l'outil (2), présentant un fond, montée coulissante par rapport au corps (4), en ce que le fond de la poignée est destiné à agir directement ou indirectement sur le tiroir (10) coulissant, la poignée (30) étant précontrainte élastiquement dans une position o elle n'agit pas sur le tiroir (10).