Brevet FR2820670A1 — publié le 20020816

élastique commun (62). L' invention concerne un porte-piston, en particulier pour un piston-poussoir d'un outil de scellement. On connait déjà, du document EP 0 346 275 B1, un porte piston pour un outil de scellement par explosif comprenant un guide-piston et un pistonpoussoir déplagable à l'intérieur. Le guide-piston comporte un évidement ouvert radialement vers le piston-poussoir avec des billes de freinage appliquées contre le piston-poussoir et un ressort pour les billes de freinage. En position de disponibilité à l'amorgage, les billes de freinage prenant appui sur l'anneau élastique sont appliquées contre la surface périphérique de la tige du piston-poussoir. Si le piston-poussoir se déplace dans la direction d'enfoncement, il entraine les billes de freinage au début du déplacement. Les billes de freinage tendent l'anneau élastique, la surface d'appui transmettant la force élastique radiale de l'anneau élastique aux billes de freinage. Les billes de freinage poussées radialement contre la tige du piston-poussoir par l'anneau élastique exercent donc un effet de freinage sur le piston-poussoir. Un déplacement, méme minime, du piston-poussoir vers l'arrière peut annuler l'effet de freinage par le fait que les billes de freinage se déplacent à l'opposé de la direction d'enfoncement et que l'anneau élastique se s relâche. Après le relachement de l'anneau élastique, celuici ne pousse plus les billes de freinage contre la tige du pistonpoussoir. L'effet de freinage par rapport au piston-poussoir est ainsi annulé. L' invention a pour but de fournir un porte-piston qui maintient le piston-poussoir de manière sure en position de disponibilité à l'amorgage, ne le freine que sur une course d'avance réduite et ne le ralentit à nouveau que peu avant qu'il n'atteigne sa position de disponibilité à l'amorgage. L' invention a pour objet un porte-piston, en particulier pour un piston-poussoir d'un outil de scellement, lequel comprend une portion cylindrique et une portion pentue qui s'y raccorde avec un décalage vers l'extrémité arrière du piston-poussoir et qui comporte une surface pentue inclinée vers l'arrière par rapport à l'axe central de piston, comprenant au moins un élément de freinage qui, dans une position de disponibilité opérationnelle du 2s piston-poussoir, porte sur la portion cylindrique et dont la force de pression sur le piston-poussoir se réduit lorsque, en cas de déplacement du piston-poussoir dans la direction d'avance, l'élément de freinage se positionne en vis-à-vis de la surface pentue. Un porte-piston selon l' invention peut étre mis en _uvre par exemple dans un outil de scellement par explosif ou du type entrainé par inflammation dun mélange air-gaz combustible. En l' occurrence, le piston- poussoir comporte une portion cylindrique et une portion pentue qui s'y raccorde avec un décalage vers l'extrémité arrière du piston-poussoir et qui comporte une surface pentue inclinée vers l'arrière par rapport à l'axe central de piston. Le porte-piston renferme au moins un élément de freinage qui, dans une position de disponibilité opérationnelle du pistonpoussoir, porte sur la portion cylindrique et dont la force de pression sur le piston poussoir se réduit lorsque, en cas de déplacement du pistonpoussoir dans la direction d'avance, l'élément de freinage se positionne en vis-à-vis de la surface pentue. Lorsque le piston-poussoir se trouve dans sa position de 1S disponibilité opérationnelle, il est maintenu de manière sûre dans cette position par l'élément de freinage car il porte avec une force de freinage suffisante sur la portion cylindrique du piston-poussoir. En cas d'amorgage de l'outil de scellement, le piston-poussoir est entraîné dans la direction d'enfoncement ou, respectivement, dans la direction d'avance t direction de scellement), de sorte que c'est désormais la surface pentue qui fait face à l'élément de freinage. Comme la surface pentue est inclinée vers l'extrémité arrière du piston-poussoir dans la direction de l'axe central de celui-ci, elle s'éloigne . . de plus en plus de l'élément de freinage en cas de déplacement du piston-poussoir dans la direction d'avance, de sorte que ledit élément de freinage ne peut plus exercer une force de pression aussi grande et finit par ne plus pouvoir exercer de force de pression du tout sur le piston-poussoir. Le piston-poussoir coulisse alors relativement librement dans la direction d'avance. Lorsqu'il inverse sa direction de déplacement; il commence par ne pas être freiné du tout par le dispositif de freinage jusqu'à ce qu'enfin la surface pentue revienne à son contact et que l'élément de freinage commence à ralentir le piston-poussoir afin qu'il puisse retrouver, à s vitesse réduite, sa position de disponibilité à l'amorgage. L'élément de freinage finit par se repositionner sur la portion cylindrique du piston- poussoir pour la maintenir. L'ensemble du mouvement d'avance et de retour du piston-poussoir se déroule donc avec relativement peu de friction, ce qui permet néanmoins de donner au piston-poussoir un positionnement sûr dans sa position de disponibilité à l'amorgage. L'inclinaison et la longueur axiale de la surface pentue indiquée sont choisies en fonction du comportement de l'élément de freinage et de la nécessité de ralentir le . . piston peu avant qu'il n'atteigne sa position de disponibilité à l'amorgage. La surface pentue peut donc s'étendre jusqu'à la tête du piston située à l'arrière ou être elle-même prolongée par une portion cylindrique arrière dont le diamètre peut lui aussi correspondre à celui de la portion cylindrique avant, à condition de veiller à ce que la portion cylindrique arrière n'atteigne l'élément de freinage dans aucune des positions du piston. Selon une configuration de l' invention, la surface pentue peut être une surface plane ou une surface conique. La forme de l'élément de freinage peut être adaptée à la forme de la surface. Cependant, il est aussi possible de concevoir l'élément de freinage sous la forme d'une bille, d'un galet, d'un rouleau ou d'un disque et de le faire évoluer sur la surface par roulement ou glissement. Selon une autre configuration de l' invention, l'élément de freinage peut se trouver dans un évidement radial par rapport à un guide-piston et être poussé en direction du piston-poussoir par une force élastique. s Cela peut 8tre réalisé, par exemple, par le fait qu'une surface de fond de l'évidement est inclinée dans la direction d'avance par rapport à l'axe central de piston et qu'au moyen d'un ressort axial l'élément de freinage est poussé dans la direction d'avance contre une paroi de l'évidement. Dans ce cas, l'effet de freinage sur le piston-poussoir peut 8tre modulé en jouant sur l'inclinaison de la surface de fond de l'évidement et sur celle de la surface pentue du piston-poussoir. Cependant, il est également possible de donner à l'élément de freinage proprement dit une conception élastique et ce, au moins dans la direction radiale du piston-poussoir. Il peut alors e8tre maintenu comprimé entre une surface de fond d'un évidement et le piston-poussoir afin de se relacher ensuite, au moment du déplacement du piston poussoir dans la direction d'avance, lorsque la surface pentue longe l'élément de freinage. 2s Une é las tic ité dans la direction radi ale du pi s ton poussoir peut aussi étre obtenue pour l'élément de freinage par le fait que la surface de fond proprement dite de l'évidement possède une propriété élastique ou la souplesse d'un ressort. Il est également avantageux de prévoir, sur la périphérie du pistonpoussoir, des éléments de freinage équidistants qui transmettent au piston-poussoir, dans la direction radiale, des forces de freinage aussi symétriques que possible afin de ne pas soumettre celui-ci à une sollicitation déséquilibrée. s Un exemple de réalisation de l' invention sera décrit en détail ciaprès en référence aux dessins. Ceux-ci montrent sur: la figure 1, un outil de scellement représenté partiellement en coupe, dans lequel le porte-piston selon l' invention peut être mis en uvre; la figure 2, une coupe axiale du porte-piston selon l' invention dans le cas d'un piston poussoir se trouvant en position de disponibilité à l'amorgage; et la figure 3, la coupe axiale selon la figure 2, dans le cas d'un pistonpoussoir déplacé dans la direction de scellement ou, respectivement, dans la direction d'avance. La figure 1 montre un outil de scellement par explosif qui 2s peut coopérer avec le porte-piston selon l' invention. Il peut aussi s'agir d'un outil de scellement qui peut 8tre actionné par inflammation d'un mélange air-gaz combustible. L'outil de scellement représenté sur la figure 1 comporte un carter 1 avec poignée 2 et gachette 3. Un manchon de butée 4 est vissé à l'extrémité côté direction d'enfoncement du carter 1. Un guide-piston en deux parties est monté coulissant dans le carter. Le guide-piston 5 se compose d'une partie arrière 6 et d'une partie avant 7. Dans le guide-piston 5 se trouve un piston-poussoir 8 avec une tête 9 guidée dans la partie 6 et avec une tige 10 s guidée dans la partie 7. Dans un alésage de guidage 11 de la partie 6 débouche, côté arrière, un canal d'arrivée 12 pour les gaz dégagés par une charge de poudre propulsive. Côté avant, la partie 6 est pourvue de passages 13 pour évacuer l'air situé devant la tête 9 lors de l'avance du piston-poussoir 8. La zone extrême avant de la partie 6 entoure de manière concentrique la zone arrière de la partie 7. La partie 7 dépasse du manchon de butée 4 vers l' avant et forme ainsi un tube débouchant. L'extrémité arrière de la partie 7 peut pénétrer dans l'alésage de guidage 11 sous la forme d'un appendice tubulaire et former ainsi une butée limitant la course d'avance du ... piston-poussoir 8. La tige 10 du piston-poussoir 8 comporte une portion cylindrique avant lOa et une portion pentue ou, respectivement, conique lOb qui s'y raccorde avec un décalage en direction de l'extrémité arrière du piston- poussoir 8. Cette portion conique lOb présente une surface pentue vers l'arrière en direction de l'axe central de 2s piston, de sorte que l'extrémité pointue du cône est tournée en direction de la tête 9 du piston-poussoir 8. Une chambre réceptrice 14 située à l'extrémité avant de l'outil de scellement sert à recevoir un ou plusieurs éléments de freinage. La tige 10 du piston-poussoir 8 est guidée dans un guide- piston 15 qui se trouve dans la partie 7. L'axe central de la tige 10 est désigné par le repère numérique 16. On voit, sur les figures 2 et 3, la portion cylindrique 10a, située à l' avant, de la tige 10 ainsi que la portion conique 10b de la tige 10, laquelle se raccorde à la s précédente vers l'extrémité arrière du piston-poussoir 8. La direction de scellement ou, respectivement, la direction d'avance du piston-poussoir 8 est désignée par la flèche 17. La portion conique 10b de la tige 10 possède une surface pentue ou, respectivement, périphérique 18 qui est inclinée selon un angle a par rapport à l'axe central de piston 16. À partir de la portion cylindrique 10a, l' angle a s ouvre donc en direction de l'extrémité arrière du piston-poussoir 8. À la portion conique 10b peut se raccorder, en direction de l'extrémité arrière, soit directement la tête 9 du piston-poussoir 8, soit une autre portion cylindrique. Cela n'est pas représenté en détail. À l'extrémité arrière de la partie avant 7 se trouve un - évidement périphérique 19 qui comporte des parois latérales 20 et 21 espacées l'une de l'autre dans la direction axiale ainsi qu'une surface de fond 22. Les parois latérales 20 et 21 se trouvent dans des plans perpendiculaires à l' axe central de piston 16, tandis que la paroi de fond 22 est concue sous la forme d'une surface 2s conique et est inclinée par rapport à l'axe central de piston 16 dans la direction de scellement 17. À l'intérieur de l'évidement périphérique 19, des éléments de freinage en forme de billes 23 sont disposés, selon des écarts angulaires égaux, dans la direction circonférentielle du piston-poussoir 8. Chaque élément de freinage en forme de bille 23 est poussé, au moyen d'un ressort de pression orienté axialement 24, en direction de la paroi latérale 20, le ressort de pression 24 étant disposé dans un évidement orienté axialement 25 de la partie 7. La figure 2 montre le porte-piston dans un état o le piston-poussoir 8 se trouve en position de disponibilité à l'amorgage. En l' occurrence, l'élément de freinage en forme de bille 23 est poussé par le ressort de pression 24 contre la surface de fond 22 disposée en biais, de sorte que la force du ressort de pression 24 est dévice radialement en direction du piston-poussoir 8. La bille 23 porte donc sur la portion cylindrique lOa de la tige 10 et maintient le piston-poussoir 8 en position de disponibilité à l'amorgage. Lorsque le piston-poussoir 8 est déplacé dans la direction de scellement 17, par exemple après amorgage de l'outil de scellement, il est d'abord ralenti par l' action de la bille 23 jusqu'à ce que celle-ci rencontre la portion cylindrique 10. Lorsque la bille 23 parvient dans la zone conique lOb, le ressort de pression 24 peut d'abord pousser la bille 23 plus loin en direction de la paroi frontale avant 20, ce qui permet de conserver une certaine friction entre la bille 23 et la tige 10. À ce propos, il est à noter que la paroi de fond 22 est légèrement plus inclinée que la surface pentue 18. Enfin, la bille 23 vient en contact avec la paroi frontale avant 20, sachant toutefois que, à mesure que le piston-poussoir 8 poursuit son déplacement dans la direction de scellement 17, la surface pentue 18 s'éloigne de plus en plus de la paroi du canal de guidage 15, de sorte que la force du ressort de pression 24 finit par ne plus pouvoir étre transmise à travers la bille 23 à la tige 10. Celle-ci est alors libre. L'état correspondant est représenté sur la figure 3. Lors du déplacement du piston-poussoir 8 à l'opposé de la direction de scellement 17, la bille 23 est d'abord entranée par la surface pentue 18, et le ressort 24 est comprimé. À ce sujet, il est à noter que, là encore, la surface de fond 22 est plus inclinée que la surface pentue 18. La bille 23 peut donc se déplacer vers la droite sur la figure 3. Enfin, la portion cylindrique lOa passe sous la bille 23, de sorte que la force du ressort de pression 22 est à nouveau déviée à travers la bille vers cette portion lOa, la bille 23 prenant appui sur la surface de fond inclinée 22. Cet état correspond à celui représenté sur la figure 2. REVENDICATIONS 1. Porte-piston, en particulier pour un piston-poussoir (8) d'un outil de scellement, lequel comprend une portion s cylindrique (lOa) et une portion pentue (lOb) qui s'y raccorde avec un décalage vers l'extrémité arrière du piston-poussoir (8) et qui comporte une surface pentue (18) inclinée vers l'arrière par rapport à l'axe central de piston (16), comprenant au moins un élément de freinage (23) qui, dans une position de disponibilité opérationnelle du piston-poussoir (8), porte sur la portion cylindrique (lOa) et dont la force de pression sur le piston-poussoir (8) se réduit lorsque, en cas de déplacement du piston-poussoir (8) dans la direction 1S d'avance, l'élément de freinage (23) se positionne en vis à-vis de la surface pentue (18). 2. Porte-piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface pentue (18) est une surface conique. 3. Porte-piston selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de freinage (23) est concu sous la forme d'une bille, dun galet, dun rouleau ou dun disque. 2s 4. Porte-piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de freinage (23) se trouve dans un évidement (19) radial par rapport à un guide-piston (15) et est poussé en direction du piston-poussoir (8) par une force élastique (24). 5. Porte-piston selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une surface de fond (22) de l'évidement (19) est inclinée dans la direction d'avance par rapport à l'axe central de piston (16) et, au moyen d'un ressort axial (24), l'élément de freinage (23) est poussé dans la direction d'avance (17) contre une paroi (20) de s l'évidement (19). 6. Porte-piston selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de freinage (23) est conçu sous la forme d'un élément élastique au moins dans la direction radiale du piston-poussoir (8). 7. Porte-piston selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une surface de fond (22) de l'évidement (19) possède une propriété élastique ou, 1S respectivement, la souplesse d'un ressort. : 8. Porte-piston selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que plusieurs éléments de freinage (23) disposés selon des écarts angulaires égaux dans la direction circonférentielle du pistonpoussoir (8) sont disposés en vis-à-vis de surfaces pentues de piston-