Brevet FR2881672A1 — publié le 20060811

Outil de scellement actionné par gaz combustible La présente invention concerne un outil de scellement actionné par gaz combustible et destiné à enfoncer dans un support des éléments de fixation tels que des clous, des goujons ou des chevilles, avec une chambre de comaustion destinée à un mélange agent oxydant-gaz combustible et comprenant au moins une partie de paroi déplaçable axialement par l'intermédiaire d'un dispositif d'appui et guidée sur au moins un moyen de guidage, et avec un cylindre de guidage qui se raccorde à la chambre de combustion et dans lequel coulisse un piston-poussoir, le dispositif d'appui étant en liaison active avec la partie de paroi mobile par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission qui convertit la course d'appui. De tels outils de scellement sont actionnés par des combustibles gazeux ou liquides qui sont vaporisés avant la combustion. L'énergie de scellement d'un élément de fixation est fournie par la combustion d'un mélange agent oxydant-gaz combustible dans une chambre de combustion et est transmise à l'élément de fixation à sceller par un:piston- poussoir. Dans ce cas, l'agent oxydant est, par exemple, l'oxygène présent dans l'air ambiant. Avant chaque opération de scellement, de l'air frais doit donc être introduit dans la chambre de combustion et, après chaque opération de scellement, les gaz brûlés produits dans la combustion doivent être évacués de la chambre de combustion. Pour réaliser une opération de scellement, l'outil de scellement doit d'abord être appuyé sur le support afin d'éviter que l'outil de scellement ne puisse être déclenché lorsqu'il n'est pas en appui sur le s. ipport. Pour des raisons ergonomiques, la course d'appui doit être aussi courte que possible. Le brevet DE 40 32 203 Al décrit un outil de scellement actionné par gaz combustible, qui possède une chambre de combustion pour la combustion d'un mélange de combustible et d'air et un piston-poussoir qui est guidé dans un cylindre de guidage et qui peut être entraîné par une pression de travail produite par la combustion du mélange de combustible et d'air. La chambre de combustion se trouve dans une première partie du carter de l'outil de scellement et il existe une seconde partie de carter qui peut coulisser par rapport à la première partie. Par ailleurs, le cylindre de guidage peut coulisser par rapport à la chambre de combustion et peut être déplacé par un mouvement de la seconde partie du carter par rapport à la première partie du carter transmis par un mécanisme à crémaillère interposé. Le mouvement relatif de la seconde partie du carter par rapport à la p=_emière partie du carter lors de l'appui de l'outil de sce:_lement sur le support permet ainsi au cylindre de guidage de quitter la chambre de combustion et d'expanser le volume de la chambre de combustion. La chambre de combustion est divisée en plusieurs chambres de combustion partielles. Ces chambres de combustion partielles sont séparées les unes des autres par au moins une paroi intermédiaire, respectivement par une plaque de séparation qui est montée mobile et qui peut se déplacer avec le cylindre de guidage. Pour assurer l'évacuation des gaz de fumée du compartiment de combustion, le cylindre de guidage, avec la paroi de chambre de combustion qui lui est associée, revient dans la chambre de combustion et réduit le volume des deux chambres de combustion partielles à une valeur minimale en déplaçant en même temps la paroi intermédiaire. Les gaz de fumée sor-:ent de l'outil de scellement. Lorsque les chambres de combustion partielles se déplacent à nouveau au moment où l'outil de scellement est appuyé de nouveau sur le support, les chambres de combustion partielles sont une fois encore remplies d'air frais. L'inconvénient de cet outil de scellement résulte de la complexité et du coût de fabrication du mécanisme de transmission qui expanse le compartiment de combustion dans la chambre de combustion. Dans le cas de l'outil de scellement Hilti GX 10C de la déposante, il est connu de guider un piston-poussoir dans un guide-piston qui, dans la direction d'enfoncement, se raccorde à un guide-goujon. À l'extrémité du guide-piston opposée au guide-goujon se trouve une chambre de combustion possédant une paroi arrière de chambre de combustion qui peut se déplacer coaxialement à la chambre de combustion. Lorsque l'outil de scellement est appuyé sur un support, la paroi arrière de la chambre de combustion est repoussée par le guide-piston vers l'extrémité de la chambre de combustion opposée au guide-piston et des ressorts de rappel sont tendus, ce qui a pour effet d'expanser la chambre de combustion. Parallèlement à l'expansion de la chambre de combustion, de l'air frais est envoyé dans cette dernière. La course de mise en contact nécessaire est identique à la course de déplacement parcourue par la paroi arrière de la chambre de combustion, laquelle correspond à la longueur axiale de la chambre de combustion. Après le scellement et le décollement de l'outil de scellement par rapport au support, la paroi arrière de la chambre de combustion est ramenée dans sa position initiale par l'effet des ressorts de rappel, ce resserrement de la chambre de combustion s'accompagnant d'une expulsion des gaz d'échappement. L'avantage de cet outil de scellement est qu'il supprime la nécessité d'avoir un accumulateur ou une batterie puisque l'évacuation de la chambre de combustion est assurée mécaniquement. Cet outil de scellement possède cependant une course d'appui relativement longue et une chambre de combustion d'un diamètre relativement grand. Le brevet européen EP 0 711 634 Bl présente un outil de scellement actionné par combustion interne, avec une chambre de combustion destinée à la combustion d'un mélange d'air et d'un gaz combustible, un moyen de ventilation étant prévu dans la chambre de combustion afin de créer des turbulences. Ce moyen de ventilaticn peut être entraîné par un moteur électrique qui est alimenté en énergie électrique par un moyen de batterie. La course d'appui peut rester relativement courte en raison de l'emploi du moyen de ventilation pour l'évacuation de la chambre de combustion. L'inconvénient d'un tel outil de scellement réside cependant dans son poids élevé, dû aux batteries ou accumulateurs requis, et dans la nécessité de devoir les remplacer lorsque leur énergie électrique est épuisée. Le but de la présente invention est donc de fournir un outil de scellement du type indiqué ci-dessus, lequel évite les inconvénients mentionnés. Ce but selon l'invention est atteint par un outil de scellement caractérisé en ce que le dispositif de transmission est conformé en mécanisme à câble de traction et en ce que la partie de paroi est conformée en paroi arrière de chambre de combustion, laquelle est guidée coulissante dans un manchon de chambre de combustion, le mécanisme à câble de traction comprenant un organe de transmission et au moins un galet de renvoi pour l'organe de transmission. En conséquence, le dispositif d'appui est en liaison active avec la partie de paroi mobile par l'intermédiaire d'un mécanisme à câble de traction qui convertit la course d'appui, la partie de paroi étant conformée en paroi arrière de chambre de combustion et guidée coulissante dans un manchon de chambre de combustion, et le mécanisme à câble de traction possédant un organe de transmission, tel que par exemple un câble, une chaîne ou un ruban, et au moins un galet de renvoi pour l'organe de transmission. Du fait que la paroi arrière mobile de chambre de combustion peut être déplacée par un mécanisme à câble de traction convertissant la course d'appui et possédant un organe de transmission et un galet de renvoi, il est possible de réaliser, avec un moindre nombre de pièces et un coût de montage infè rieur, une course d'appui plus courte et plus économique tout en réduisant simultanément le diamètre de la chamore de combustion. Il est possible d'atteindre facilement un rapport de transmission de 1/2 ou plus. Le mécanisme à câble de traction présente en outre l'avantage d'être peu onéreux et d'avoir un faible poids, ce qui constitue un avantage par rapport à un mécanisme à pignons ou à crémaillère. Il est par ailleurs avantageux que l'organe de transmission soit monté, par une première extrémité, sur le cylindre de guidage et, par une seconde extrémité, sur la paroi arrière de chambre de combustion, le gilet de renvoi, au nombre d'au moins un, étant monté sur une pièce du dispositif d'appui. Grâce à cette mesure, on obtient un rapport de transmission de 1/2, c'est-à-dire que la course de déplacement de la paroi arrière de chambre de combustion est deux fois plus longue que la course de déplacement du dispositif d'appui. Il est donc possible de réaliser des courses d'appui très courtes. De manière avantageuse, le manchon de chambre de combustion est relié au dispositif d'appui _par un élément d'appui et se déplace avec lui, de sorte que le manchon de chambre de combustion est automatiquement déplacé avec l'élément d'appui lorsque l'outil de scellement est appuyé sur un support. Il est par ailleurs favorable que le galet de renvoi, au nombre d'au moins un, soit monté sur un élément de support, lequel est monté sur l'extrémité du manchon de chambre de combustion qui est orientée à l'opposé de l'élément d'appui. Du fait que le galet de renvoi fait saillie sur l'extrémité du manchon de chambre de combustion qui est opposée à l'élément d'appui, l'organe de transmission qui est renvoyé par le galet de renvoi peut être amené à l'extérieur au niveau de la paroi arrière de chambre de combustion sans devoir trave__ser la chambre de combustion. Il est par ailleurs avantageux que des moyens de ressort soient disposés entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage afin de précontraindre élastiquement l'élément d'appui dans une direction l'éloignant du cylindre de guidage. Grâce à cette mesure, il est possible d'Dbtenir un retour automatique de l'élément d'appui dans la position de départ puisque les éléments élastiques éloignent automatiquement l'élément d'appui par rapport au cylindre de guidage lorsque l'outil de scellement est décollé du support. Simultanément, si le manchon de chambre de combustion est relié de manière rigide à l'élément d'appui, il peut lui aussi être ramené dans la position de départ par les éléments élastiques. Il est également favorable que la paroi arrière de:hambre de combustion soit précontrainte élastiquement en direction du cylindre de guidage par des moyens de ressort. De ce fait, la paroi arrière de chambre de combustion est automatiquement ramenée dans sa position de départ rapprochée du cylindre de guidage lorsque L'outil de scellement est décollé du support et que la chambre de combustion est contractée. Les gaz de combustion qui se trouvent encore dans la chambre de combustion peuvent alors être évacués. Simultanément, la mise en place des éléments élastiques, d'une part, entre la paroi arrière de chambre de combustion et le cylindre de guidage et, d'autre part, entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage assure une tension constante de l'organe de transmission, de sorte qu'il ne peut pas s'échapper de son guidage ni du ou des galets de renvoi. De manière avantageuse, l'organe de transmission est conformé en câble d'acier, lequel offre une bonne durabilité. On assure ainsi une longue durée de vie et une bonne aptitude à la transmission des forces de traction. Il est par ailleurs favorable que l'élément de mise en contact soit conformé en guide-goujon, respectivement soit une partie de celui-ci, ce qui évite de prévoir une pièce supplémentaire pour l'élément d'appui et permet d'obtenir une construction compacte. Il est également avantageux que le moyen de guidage destiné au guidage coulissant de l'élément d'appui soit monté coaxialement au cylindre de guidage. On peu= ainsi garantir un fonctionnement impeccable du mécanisme à câble de traction, même après une longue durée d'utilisation de l'outil de scellement, car il ne peut pas se produire, entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage, de torsion susceptible d'endommager l'organe de transmission du mécanisme à câble de traction. D'autres avantages et d'autres mesures de l'invention ressortiront de la description ci-après et des dessins. Les dessins illustrent un exemple de réalisation de l'invention. Sont montrés sur: la figure 1, une coupe longitudinale partielle d'un outil de scellement selon l'invention, dans sa position initiale; et la figure 2, l'outil de scellement de la figure:L, dans sa position d'appui sur un support. Les figures 1 et 2 représentent l'outil de scellement 10 selon l'invention dans un premier exemple de réalisation. L'outil de scellement 10 est actionné par un gaz combustible stocké sous forme de gaz liquéfié dans un réservoir de combustible qui n'est pas représenté sur le dessin. À la place du gaz combustible, il est également possible d'utiliser un combustible liquide vaporisable, par exemple de l'essence ou de l'alcool. L'outil de scellement 10 possède un mécanisme de scellement grâce auquel un élément de fixation, non représenté, peut être enfoncé dans un support U lorsque l'outil de scellement 10 est appuyé sur ce dernier et déclenché. Le mécanisme de scellement comprend entre autres une chambre de combustion 14 pour le mélange agent oxydant- gaz combustible, un cylindre de guidage 12, avec une première extrémité axiale 27 et une seconde extrémité axiale 28, dans laquelle un piston- poussoir 11 est monté de manière coulissante dans la direction axiale, et un guide-goujon 13 qui se raccorde à la seconde extrémité axiale 28 du cylindre de guidage 12, à l'opposé de la chambre de combustion 14. Le guide-goujon 13 sert à guider un élément de fixation, par exemple un goujon ou un clou, et il sert en même temps fonctionnellement d'élément d'appui 30 avec une broche d'appui 31. L'élément d'appui 30 peut se déplacer axialement par rapport au cylindre de guidage 12 et, à cette fin, il est guidé par des moyens de guic.age 35 placés sur le cylindre de guidage 12. Ces moyens de guidage 35 comportent en l'espèce des tiges de guidage 36 qui sont montées extérieurement sur la seconde extrémité axiale 28 du cylindre de guidage 12 et des trous de guidage 37 dans l'élément d'appui 30, dans lesquels sont guidées les tiges de guidage. La chambre de combustion 14 peut être expansée dans un manchon de chambre de combustion 15 de forme cylindrique qui est guidé coulissant sur la première extrémité axiale 27 du cylindre de guidage 12 et qui est rendu étan:he par rapport à ce dernier par au moins un élément d'étanchéité 19, par exemple une rondelle d'étanchéité. Une paroi arrière de chambre de combustion 16 est guidée en coulissement dans le manchon de chambre de combustion 15. Cette paroi arrière de chambre de combustion 16 est précontrainte élastiquement dans la direction de la première extrémité axiale 27 du cylindre de guidage 12 par des moyens de ressort 17, conformés en particulier en ressorts de traction et, par leur intermédiaire, lorsque l'outil de scellement 10 se trouve dans la position représentée à la figure 1, est maintenue dans la position de départ dans laquelle la chambre de combustion 14 est de faible volume. Dans la paroi arrière de chambre de combustion 16, il est par ailleurs prévu au moins un orifice 32. Par cet orifice 32, on peut introduire dans la chambre de combustion 14 l'agent oxydant, par exemple l'oxygène de l'air ambiant, ainsi que le combustible. L'orifice 32 est équipé d'un moyen de soupape 33 avec un corps de soupape 34 grâce auquel l'orifice 32 peut être ouvert ou fermé. Le corps de soupape 34 est précontraint élastiquement, par un élément élastique non représenté, dans la direction de la position d'ouverture de l'orifice qui est représentée à la figure 1. Après une opéra:ion de scellement, les gaz d'échappement de la combustion peuvent également être évacués vers l'extérieur par:L'orifice 32. On comprendra bien qu'il est également possible de prévoir plusieurs orifices. Il serait ainsi possible d'introduire le combustible dans la chambre de combustion 14 par exemple par un orifice distinct. Le manchon de chambre de combustion 15 est relié de manière rigide à l'élément d'appui 30 par des éléments de liaison 39 prenant la forme de tiges et, dans l'opration d'appui, se déplace avec l'élément d'appui 30 par rapport au cylindre de guidage 12. L'élément d'appui 30, les éléments de liaison 39 et le manchon de chambre de combustion 15 forment ainsi des éléments d'un dispositif d'appui qui transmet la course d'appui. L'ensemble composé de l'élément d'appui 30, du manchon de chambre de combustion 15, du cylindre de guidage 12 et de la paroi arrière de chambre de combustion 16 est en outre associée à un mécanisme à câble de traction dénoté généralement 20 et conformé en moufle. Celui-ci convertit un mouvement d'appui de l'élément d'appui 30, accompagné du manchon de chambre de combustion 15, dans la di:ection de la flèche 41 (voir la figure 2), lors de l'appui sur le support U de la broche d'appui 31, en un mouvement de soulèvement du manchon de chambre de combustion 15 par rapport au cylindre de guidage 12, dans la direction de la flèche 42, avec un rapport de transmission de 1/2, c'est- à-dire que la course de la paroi arrière de chambre de combustion 16, par rapport au cylindre de guidage 12, dans une opération d'appui, est deux fois plus longue que la course de l'élément d'appui 30, avec le manchon de chambre de combustion 15, par rapport au cylindre de guidage 12, tous les mouvements s'effectuant dans la direction longitudinale et axiale du cylindre de guidage 12. Le mécanisme à câble de traction 20 comporte à cet:te fin un organe de transmission 21 conformé en câble en acier qui est fixé par une première extrémité 22 sur le cylindre de guidage 12 ou sur une saillie de celui-ci et par une seconde extrémité 23 à la paroi arrière de chambre de combustion 16. L'organe de transmission 21 passe en outre sur un galet de renvoi 24 et est renvoyé une fois par celui-ci. Le galet de renvoi 24 est monté rotatif sur un tourillon 26 placé sur un élément de support 25 qui se trouve directement au-dessus du manchon de chambre de combustion 15. L'élément de support 25 est solidaire du manchon de chambre de combustion 15 et donc de l'élément d'appui 30, de sorte que le galet de renvoi, dans le cas d'une opération d'appui dans la direction de la flè:he 41, se déplace avec l'élément d'appui 30 et le manchon de chambre de combustion 15. Entre l'élément d'appui 30 et la seconde extrémité axiale 28 du cylindre de guidage 12 sont montés un ou plusieurs moyens de ressort 18 conformés en éléments élastiques de compression qui, dans la position de départ de l'outil de scellement 10 qui est représentée à la figure 1, é:artent l'un de l'autre le cylindre de guidage 12 et l'lément d'appui 30. Lorsque l'outil de scellement 10 est mis au contact d'un support U, comme le montre la figure 2, la distance entre le cylindre de guidage 12 et l'élément d'appui 30 se trouve réduite, ce qui comprime les moyens de ressort 18. Simultanément, les moyens de ressort 17 p=_acés entre le manchon de chambre de combustion 15 et la paroi arrière de chambre de combustion 16 sont déplacés dans la direction de la flèche 42 et tendus, ce qui expanse la chambre de combustion 14. La paroi arrière de chambre de combustion 16 et le manchon de chambre de combustion 15 peuvent être verrouillés dans cette position d'armement, par exemple à l'aide de cliquets appropriés. Le corps de soupape 34, dans le mouvement d'expansion de la paroi arrière de chambre de combustion 16, vient contre une butée 38 se trouvant dans la direction de déplacement, de sorte que le moyen de vanne 33 obture l'orifice 32 lorsque la chambre de combustion 14 est entièrement expansée. Il se trouve alors dans la chambre de combustion 14 un mélange de gaz combustible et d'air qui peut être amorcé par une unité d'allumage, par exemple une bougie d'allumage. L'outil de scellement 10 est alors prêt pour une opération de scellement, qui peut être déclenc:zée par un commutateur de déclenchement qui n'est pas représenté. Lorsque l'outil de scellement 10 est décollé du support U dans la direction de la flèche 41, les moyens de ressort 17 et 18 peuvent se détendre à nouveau et ramener le manchon de chambre de combustion 15, avec l'élément d'appui 30 et la paroi arrière de chambre de combustion 16, dans la position de départ illustrée par la figure 1, la chambre de combustion 14 étant alors d'un volume faible. Les gaz de combustion qui subsistent dans la chambre de combustion 14 peuvent sortir par l'ori==ice 32 qui a été une nouvelle fois ouvert par le corps de soupape 34. Pareillement, l'organe de transmission 21, =mandé par le galet de renvoi 24, et le galet de renvoi 24 lui-même, sont ramenés dans leur position de départ illustrée à la figure 1. L'outil de scellement 10 peut également être réalisé en prévoyant que le mécanisme à câble de traction 20 comporte deux organes de transmission 21 qui sont guidés chacun sur un galet de renvoi. Ces moufles peuvent être implantées de manière symétrique sur l'outil de scellement 10 afin d'éviter des coincements lors de l'expansion de la chambre de combustion 14. Par ailleurs, il est possible que le mécanisme à câble de traction comporte plus d'un galet de renvoi, afin d'augmenter le rapport de transmission. Par exemple, l'organe de transmission peut également être fixé par l'une de ses extrémités sur l'élément d'appui et par l'autre sur la paroi arrière de chambre de combustion. Dans ce cas, l'organe de transmission peut être guidé sur deux galets de renvoi, l'un étant fixé sur le cylindre de guidage et l'autre sur l'élément d'appui. De cette manière, il est possible de réaliser un rapport de transmission de 1/3. Dans l'idéal, les sections de renvoi du ou des organes de transmission sont disposés parallèlement l'une à l'autre, afin de permettre d'atteindre le rapport de transmission le plus élevé possible. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement actionné par gaz combustible et destiné à enfoncer dans un support des éléments de fixation tels que des clous, des goujons ou des chevilles, avec une chambre de combustion (14) destinée à un mélange agent oxydant-gaz combustible et comprenant au moins une partie de paroi déplaçable axialement par l'intermédiaire d'un dispositif d'appui et guidée sur au moins un moyen de guidage, et avec un cylindre de guidage (12) qui se raccorde à la chambre de combustion (14) et dans lequel coulisse un piston-poussoir (11), le dispositif d'appui étant est en liaison active avec la partie de paroi mobile par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission qui convertit la course d'appui, caractérisé en ce que le dispositif de transmission est conformé en mécanisme à câble de traction (20) et en ce que la partie de paroi est conformée en paroi arrière de chambre de combustion (16), laquelle est guidée coulissante dans un manchon de chambre de combustion (15), le mécanisme à câble de traction (20) comprenant un organe de transmission (21) et au moins un galet de renvoi (24) pour l'organe de transmission (21). 2. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21) est monté, par une première extrémité (22), sur le cylindre de guidage (12) et, par une seconde extrémité (23), sur la paroi arrière de chambre de combustion (16), le galet de renvoi (24), au nombre d'au moins un, étant monté sur une pièce du dispositif d'appui. 3. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon de chambre de combustion (15) est relié au dispositif d'appui par l'intermédiaire d'un élément d'appui (30) et se déplace avec lui. 4. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le galet de renvoi (24), au nombre d'au moins un, est monté sur un élément de support (25), lequel est monté sur l'extrémité du manchon de chambre de combustion (15) qui est orientée à l'opposé à l'élément d'appui (30). 5. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des moyens de ressort sont disposés entre le cylindre de guidage (12) et l'élément d'appui (30) afin de précontraindre élastiquement l'élément d'appui (30) dans une direction l'éloignant du cylindre de guidage (12). 6. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi arrière de chambre de combustion (16) est précontrainte élastiquement en direction du cylindre de guidage (12) par des moyens de ressort (17). 7. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21) est conformé en câble. 8. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21) est conformé en câble en acier. 9. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'appui (30) est conformé en guide- goujon (13). 10. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen de guidage (35) destiné au guidage coulissant de l'élément d'appui (30) est monté coaxialement au cylindre de guidage (12).