Brevet FR2881671A1 — 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 un manchon de chambre de combustion qui est guidé à coulissement sur une première extrémité axiale d'un cylindre de guidage, un piston- poussoir étant disposé de manière coulissante dans le cylindre de guidage, et avec un élément d'appui possédant une broche d'appui qui est disposée en aval d'une deuxième extrémité axiale du cylindre de guidage opposée à la première extrémité axiale, l'élément d'appui pouvant se déplacer par rapport au cylindre de guidage et étant couplé au manchon de chambre de combustion 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 gaz combustible-agent oxydant dans une chambre de combustion et est transmise à l'élément de fixation à sceller par un piston-poussoir. L'agent oxydant est dans ce cas, par exemple, l'oxygène présent dans l'air ambiant. Pour pouvoir réaliser une opération de scellement, l'outil de scellement doit d'abord être appuyé contre le support afin d'éviter que l'outil de scellement ne puisse être déclenché lorsqu'il n'est pas en appui sur le support. Pour des raisons ergonomiques, la course d'appui doit être aussi courte que possible. Le document 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 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 première partie du carter lors de l'appui de l'outil de scellement 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 sortent 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 100 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 mis au contact du 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 d'appui 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 réside dans le fait 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 B1 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 ventilation peut être entraîné par un moteur électrique 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 supprime les inconvénients mentionnés. Le 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 avec un organe de transmission, par exemple en forme de câble ou de ruban, et avec, pour l'organe de transmission, au moins un premier galet de renvoi qui est monté sur l'élément d'appui. Grâce à cette mesure, la course d'appui, destinée à expanser la chambre de combustion, peut être convertie de manière simple, ce qui assure une course d'appui plus courte, plus ergonomique, ainsi qu'un diamètre plus petit de la chambre de combustion tout en réduisant le nombre des pièces et le travail de montage. S'il est prévu par exemple un galet de renvoi, le rapport de transmission entre la course d'appui et le mouvement d'expansion du manchon de chambre de combustion qui en est dérivé est de 1/2. Le mécanisme à câble de traction présente en outre l'avantage d'être peu onéreux et très léger, ce qui constitue un avantage par rapport à une transmission par pignons ou crémaillère. Dans un perfectionnement avantageux de l'invention, l'organe de transmission est solidarisé avec l'élément d'appui par une première extrémité et avec le manchon de chambre de combustion par une seconde extrémité. Le mécanisme à câble de traction comprend au moins un premier galet de renvoi de l'organe de transmission qui est monté sur le moyen d'appui et au moins un second galet de renvoi de l'organe de transmission qui est monté sur une pièce qui est mobile par rapport à l'élément d'appui et au manchon de chambre de combustion. Le rapport de transmission est alors avantageusement de 1/3, ce qui permet de réaliser des courses d'appui très courtes. De manière avantageuse, le second galet de renvoi, au nombre d'au moins un, est monté sur le cylindre de guidage, ce qui simplifie la construction et permet de réaliser une unité de construction préconfectionnée, composée du cylindre de guidage, du manchon de chambre de combustion, du guide-goujon et du mécanisme à câble de traction, laquelle est facile à installer dans le carter d'un outil de scellement. Dans un autre perfectionnement avantageux de l'invention, l'organe de transmission est fixé sur le cylindre de guidage par une première extrémité et au manchon de chambre de combustion par une seconde extrémité. Dans cette variante du mécanisme à câble de traction, il n'est pas nécessaire d'avoir un galet de renvoi autre que le galet de renvoi sur l'élément d'appui, ce qui rend l'outil de scellement facile à construire. Il est par ailleurs avantageux de placer des moyens de ressort entre le cylindre de guidage et le manchon de chambre de combustion ainsi qu'entre le cylindre de guidage et l'élément d'appui, les moyens de ressort placés entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage possédant ensemble une force élastique supérieure à celle des moyens de ressort placés entre le cylindre de guidage et le manchon de chambre de combustion. Il est par exemple possible de ne prévoir qu'un seul élément élastique à chaque fois ou encore un agencement de plusieurs éléments élastiques formant un moyen de ressort. Dans la position initiale de l'outil de scellement, l'élément élastique ou chacun des éléments élastiques entre le manchon de chambre de combustion et le cylindre de guidage se trouve précontraint élastiquement en raison de la force élastique supérieure de l'élément élastique ou de chacun des éléments élastiques entre le manchon de chambre de combustion et le cylindre de guidage, tandis que l'élément élastique ou chacun des éléments élastiques entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage est en grande partie détendu. De ce fait, lors de l'appui de l'outil de scellement avec le support, l'élément élastique ou chacun des éléments élastiques entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage se trouve tendu, alors que l'élément élastique ou chacun des éléments élastiques, entre le manchon de chambre de combustion et le cylindre de guidage, se détend en raison de la précontrainte élastique à laquelle il était soumis, déplace le manchon de chambre de combustion par rapport au cylindre de guidage et expanse automatiquement la chambre de combustion entre le piston placé en position initiale et la paroi arrière de la chambre de combustion. Lorsque l'outil de scellement est à nouveau décollé de son support, l'élément élastique ou chacun des éléments élastiques entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage écarte à nouveau le cylindre de guidage et l'élément d'appui, tandis que le manchon de chambre de combustion est ramené vers le cylindre de guidage par le mécanisme à câble de traction, ce qui réduit le volume de la chambre de combustion. On peut avantageusement utiliser comme organe de transmission un câble, en particulier un câble en acier, qui possède une bonne durabilité, puisque l'organe de transmission n'a à transmettre que des forces de traction. Dans une version de l'outil de scellement sans cet agencement de moyens de ressort, il est par exemple possible d'utiliser comme organe de transmission un ruban d'acier plat pouvant être fléchi dans un plan et permettant de transmettre des efforts non seulement de traction, mais aussi de cisaillement. Il est par ailleurs favorable que l'élément d'appui soit conformé en guide-goujon ou soit une partie de celui-ci, ce qui évite d'avoir une pièce supplémentaire pour réaliser l'élément d'appui et que l'on obtient une construction compacte. De manière avantageuse, le mécanisme à câble de traction possède deux organes de transmission distincts qui sont disposés symétriquement et à chacun desquels est associé au moins un premier galet de renvoi disposé sur l'élément d'appui. Grâce à cette mesure, on obtient une distribution régulière des forces lors des opérations d'appui et de décollement de l'outil de scellement, si bien qu'il ne peut pas se produire de coincement des pièces mobiles les unes par rapport aux autres. Il est également avantageux de prévoir des moyens de guidage destinés à guider de manière coulissante l'élément d'appui coaxialement au cylindre de guidage. On peut 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 de torsion entre l'élément d'appui et le cylindre de guidage qui pourrait 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. Ceux-ci illustrent des exemples de réalisation de l'invention. Sont montrées sur: la figure 1, une coupe longitudinale partielle d'un outil de scellement selon l'invention dans sa position initiale; la figure 2, une vue de l'outil de scellement de la figure 1, dans sa position d'appui sur un support; la figure 3, une coupe longitudinale partielle d'une variante de l'outil de scellement selon l'invention dans sa position initiale; la figure 4, une vue de l'outil de scellement de la figure 3 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 qui est stocké sous la 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 de gaz combustible et d'agent d'oxydation, 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 prolonge 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 dans le cylindre de guidage 12 par des moyens de guidage 35. 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 en forme de pot qui est guidé coulissant sur la première extrémité axiale 27 du cylindre de guidage 12 et qui est rendu étanche par rapport à ce dernier par au moins un élément d'étanchéité 19, par exemple une rondelle d'étanchéité. Dans la paroi arrière 16 du manchon de chambre de combustion 15 est par ailleurs prévu au moins un orifice 32. Par cet orifice 32, on introduit 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 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 de l'orifice qui est représentée à la figure 1. Après une opération 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. L'ensemble composé de l'élément d'appui 30, du cylindre de guidage 12 et du manchon de chambre de combustion 15 comprend également un mécanisme à câble de traction dénoté généralement 20 et réalisé sous la forme d'un mouflage. Celui-ci convertit un mouvement d'appui de l'élément d'appui 30, dans la direction de la flèche 41 (voir la figure 2), lors de l'appui sur le support U de la broche d'appui, 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 43, avec un rapport de transmission de 1/3, c'est-à-dire que la course du manchon de chambre de combustion 15, par rapport au cylindre de guidage 12, dans une opération d'appui, est trois fois plus longue que la course de l'élément d'appui 30 par rapport au cylindre de guidage 12, tous les mouvements s'effectuant dans la direction longitudinale axiale du cylindre de guidage 12. Le mécanisme à câble de traction 20 comporte à cette fin un organe de transmission 21 conformé en câble en acier qui est fixé par une première extrémité 22 sur l'élément d'appui 30 et par une seconde extrémité 23 au manchon de chambre de combustion 15. L'organe de transmission 21 passe en outre sur deux galets de renvoi 24, 25 et est renvoyé deux fois par ceuxci. Le premier galet de renvoi 24 est monté rotatif sur l'élément d'appui 30 et le second galet de renvoi 25 sur le cylindre de guidage 12, à l'aide de tourillons 26, 29. 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 initiale de l'outil de scellement 10 qui est représentée à la figure 1, écartent l'un de l'autre le cylindre de guidage 12 et l'élément d'appui 30. Ces moyens de ressort 18 possèdent au total une force élastique supérieure à celle de moyens de ressort 17 qui sont disposés entre le manchon de chambre de combustion 15 et la première extrémité axiale du cylindre de guidage 12. Dans la position initiale de l'outil de scellement 10 représentée à la figure 1, les moyens de ressort 17, en raison du couplage de l'élément d'appui 30 et du manchon de chambre de combustion 15, sont comprimés par l'organe de transmission 21 du mécanisme à câble de traction 20, conformé en câble d'acier. Lorsque l'outil de scellement 10 est appuyé sur 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. Cette décharge permet aux moyens de ressort 17 de déplacer le manchon de chambre de combustion 15 dans la direction de la flèche 42, ce qui expanse la chambre de combustion 14. Le corps de soupape 34 vient alors au contact d'une butée 38 placée dans la direction de déplacement, si bien que le moyen de soupape 33 referme l'orifice 32 lorsque la chambre de combustion 14 est totalement expansée. On a 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 nouvelle opération de scellement, qui peut être déclenchée par un commutateur de déclenchement qui n'est pas représenté. La butée 38 peut ainsi être placée sur un carter extérieur, non représenté, de l'outil de scellement 10. Lorsque l'outil de scellement 10 est soulevé du support U dans la direction de la flèche 41, les moyens de ressort 18 peuvent se détendre à nouveau et ramener le manchon de chambre de combustion 15 par le mécanisme à câble de traction, en comprimant et en armant les moyens de ressort 17, dans la position initiale illustrée par la figure 1, le volume de la chambre de combustion 14 étant alors réduit. Les gaz de combustion qui subsistent dans la chambre de combustion 14 peuvent sortir par l'orifice 32 qui a été une nouvelle fois ouvert par le corps de soupape 34. L'outil de scellement 10 représenté sur les figures 3 et 4 diffère d'abord de celui qui vient d'être décrit en ce que le mécanisme à câble de traction 20 comporte deux organes de transmission 21, 121 conformés en câbles d'acier. Par ailleurs, chacun des organes de transmission n'est renvoyé qu'une seule fois autour d'un galet de renvoi 24, 124 qui est monté sur l'élément d'appui 30. Les premières extrémités des organes de transmission 21, 121 sont fixées sur le cylindre de guidage 12, plus particulièrement sur sa seconde extrémité axiale 28, qui est tournée vers l'élément d'appui 30, tandis que les secondes extrémités 23 des organes de transmission 21, 121 sont fixées sur le manchon de chambre de combustion 15. Lorsque l'outil de scellement 10 est soulevé du support U, comme le montre la figure 4, 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. Du fait de cette décharge, les moyens de ressort 17 peuvent maintenant déplacer le manchon de chambre de combustion 15 dans la direction de la flèche 42, ce qui expanse la chambre de combustion 14. Le rapport de transmission entre le mouvement de l'élément d'appui 30 et le mouvement du manchon de chambre de combustion 15 est dans ce cas de 1/2. Pour plus de détails sur les fonctions de l'outil de scellement 10 des figures 3 et 4, il est intégralement fait référence aux développements consacrés ci-dessus aux figures 1 et 2. 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 un manchon de chambre de combustion (15) qui est guidé à coulissement sur une première extrémité axiale (27) d'un cylindre de guidage (12), un piston-poussoir (11) étant disposé de manière coulissante dans le cylindre de guidage (12), et avec un élément d'appui (30) possédant une broche d'appui (31) qui est disposée en aval d'une deuxième extrémité axiale (28) du cylindre de guidage (12) opposée à la première extrémité axiale (27), l'élément d'appui (30) pouvant se déplacer par rapport au cylindre de guidage (12) et étant couplé au manchon de chambre de combustion (15) 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) avec un organe de transmission (21, 121) et avec, pour l'organe de transmission (21, 121), au moins un premier galet de renvoi (24, 124) qui est monté sur l'élément d'appui (30). 2. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21) est solidarisé avec l'élément d'appui (30) par une première extrémité (22) et avec le manchon de chambre de combustion (15) par une seconde extrémité (23), l'organe de transmission (21) comprenant au moins un second galet de renvoi (25) qui est monté sur une pièce qui est mobile par rapport à l'élément d'appui (30) et au manchon de chambre de combustion (15). 3. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second galet de renvoi (25) de l'organe de transmission (21), au nombre d'au moins un, est monté sur le cylindre de guidage (12). 4. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21, 121) est fixé sur le cylindre de guidage (12) par une première extrémité (22) et au manchon de chambre de combustion (15) par une seconde extrémité (23) . 5. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de ressort (17, 18) entre le cylindre de guidage (12) et le manchon de chambre de combustion (15) ainsi qu'entre le cylindre de guidage (12) et l'élément d'appui (30), les moyens de ressort (18) placés entre l'élément d'appui (30) et le cylindre de guidage (12) possédant ensemble une force élastique supérieure à celle des moyens de ressort (17) placés entre le cylindre de guidage (12) et le manchon de chambre de combustion (15). 6. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de transmission (21, 121) est conformé en câble. 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, 121) est conformé en câble d'acier. 8. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément d'appui (30) est conformé en guide-goujon (13). 9. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mécanisme à câble de traction possède deux organes de transmission (21, 121) distincts qui sont disposés symétriquement et à chacun desquels est associé au moins un premier galet de renvoi (24, 124) disposé sur l'élément d'appui (30). 10. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de guidage (35) destinés à guider de manière coulissante l'élément d'appui (30) coaxialement au cylindre de guidage (12).