Brevet FR2876308A1 — publié le 20060414

Outil de scellement actionné par gaz combustible La présente invention concerne un outil de scellement actionné par gaz combustible pour enfoncer des éléments de fixation, tels que des clous, des goujons ou des broches, dans un support, comprenant une chambre de combustion pour un mélange agent oxydant-gaz combustible avec au moins une partie de paroi déplaçable axialement par l'intermédiaire d'un dispositif d'appui et guidée par au moins un moyen de guidage, et comprenant un cylindre de guidage qui se raccorde à la chambre de combustion et dans lequel un piston-poussoir est guidé de manière déplaçable, le dispositif d'appui se trouvant en liaison active avec la partie de paroi déplaçable par l'intermédiaire d'un mécanisme qui démultiplie la course d'appui. Des outils de scellement de ce type sont actionnés par des combustibles gazeux ou liquides qui sont vaporisés avant la combustion. L'énergie de scellement nécessaire à un élément de fixation est fournie par la combustion d'un mélange gaz combustible-agent oxydant dans une chambre de combustion et transmise à l'élément de fixation à enfoncer par l'intermédiaire d'un piston-poussoir. L'agent oxydant est par exemple de l'oxygène provenant de l'air ambiant. Avant chaque opération de scellement, de l'air frais doit donc être admis dans la chambre de combustion et, après chaque opération de scellement, les gaz d'échappement produits lors de la combustion doivent à leur tour en être évacués. Pour pouvoir réaliser une opération de scellement, l'outil de scellement doit d'abord être appuyé sur le support, afin d'empêcher qu'il ne se déclenche en l'absence de contact avec le support. Pour des raisons ergonomiques, la course d'appui doit être aussi réduite que possible. On connaît, du document DE 40 32 203 Al, un outil de scellement actionné par combustion interne, lequel comporte une chambre de combustion pour la combustion d'un mélange air-combustible et un piston-poussoir qui est guidé dans un cylindre de guidage et qui peut être actionné par l'intermédiaire d'une pression de travail produite à la suite de la combustion du mélange air-combustible. La chambre de combustion se trouve dans une première partie de carter de l'outil de scellement, une seconde partie de carter, mobile par rapport à la première, étant également prévue. En outre, le cylindre de guidage est déplaçable par rapport à la chambre de combustion, le cylindre de guidage pouvant être déplacé, au moyen d'un mécanisme à crémaillère intercalé, grâce au mouvement de la seconde partie de carter par rapport à la première partie de carter. Le déplacement relatif de la seconde partie de carter et de la première partie de carter lors de l'appui de l'outil de scellement sur un support a donc pour effet de sortir le cylindre de guidage hors de la chambre de combustion et d'augmenter le volume de la chambre de combustion. La chambre de combustion est divisée en chambres de combustion partielles. Ces chambres de combustion partielles sont séparées l'une de l'autre par l'intermédiaire d'au moins une cloison, respectivement une plaque séparatrice qui est montée à coulissement et qui est déplaçable conjointement avec le cylindre de guidage. Pour évacuer les gaz de fumée hors du compartiment de combustion, le cylindre de guidage avec la paroi de chambre de combustion disposée sur celui-ci rentre dans la chambre de combustion et réduit au minimum la contenance des deux chambres de combustion partielles, la cloison étant elle aussi entraînée dans ce déplacement. Les gaz de fumée sortent alors de l'outil. Lorsque les deux chambres de combustion partielles se séparent à nouveau au moment où l'outil de scellement est à nouveau appuyé sur un support, elles se remplissent à nouveau d'air frais. Cet outil de scellement présente un inconvénient en ce sens que le mécanisme de transmission assurant l'expansion du compartiment de combustion dans la chambre de combustion est compliqué et coûteux à réaliser. Avec l'outil de scellement Hilti GX 100 de la déposante, il est connu de guider un piston-poussoir dans un guide- piston auquel un guide-goujon se raccorde dans la direction d'enfoncement. À l'extrémité du guide-piston située à l'opposé du guide-goujon se raccorde une chambre de combustion qui comporte une paroi arrière de chambre de combustion apte à coulisser coaxialement par rapport à la chambre de combustion. Lors de la mise en contact de l'outil de scellement avec un support, la paroi arrière de chambre de combustion est éloignée du guide-piston et déplacée jusqu'à l'extrémité de la chambre de combustion orientée à l'opposé du guide-piston, et des ressorts de rappel sont mis en tension, la chambre de combustion étant alors expansée. Simultanément à l'expansion de la chambre de combustion, de l'air frais y est admis. La course d'appui nécessaire est identique à la course de déplacement que la paroi arrière de chambre de combustion a à parcourir et qui correspond à la longueur axiale de la chambre de combustion. À l'issue du scellement et lors du décollement de l'outil de scellement par rapport au support, la paroi arrière de chambre de combustion est ramenée dans sa position initiale par la force des ressorts de rappel, ce resserrement de la chambre de combustion s'accompagnant d'une expulsion des gaz d'échappement. Cet outil de scellement a pour avantage de ne pas exiger d'accumulateur, respectivement de batterie, car le balayage de la chambre de combustion s'effectue de manière mécanique. Cet outil de scellement possède toutefois une course d'appui relativement longue et un diamètre de chambre de combustion relativement grand. On connaît, du document EP 0 711 634 B1, un outil de scellement actionné par combustion interne, comprenant une chambre de combustion pour la combustion d'un mélange constitué d'air et d'un gaz combustible, un moyen de ventilation étant prévu dans la chambre de combustion pour générer une turbulence. Ce moyen de ventilation est animé par un moteur électrique qui est alimenté en énergie électrique par l'intermédiaire de moyens de batteries. La mise en oeuvre du moyen de ventilation pour balayer la chambre de combustion permet de conserver une course d'appui relativement réduite. Un outil de scellement de ce type présente cependant un inconvénient, à savoir que son poids est élevé du fait des batteries ou accumulateurs nécessaires et que ceux-ci doivent être remplacés lorsque leur énergie électrique est épuisée. La présente invention a donc pour but de fournir un outil de scellement du type précité, qui supprime les inconvénients indiqués. Le but de l'invention est atteint par le fait que le mécanisme est conformé en mécanisme à leviers. Le dispositif d'appui se trouve donc en liaison active avec la partie de paroi déplaçable par l'intermédiaire d'un mécanisme à leviers qui démultiplie la course d'appui. Étant donné que la partie de paroi déplaçable, comme par exemple la paroi arrière mobile de la chambre de combustion, est déplaçable par l'intermédiaire d'un mécanisme à leviers qui démultiplie le mouvement d'appui, une course d'appui réduite et ergonomique peut, conjointement à un nombre de pièces moindre et à un faible travail de montage, être obtenue parallèlement à un faible diamètre de chambre de combustion. En outre, un mécanisme à leviers de ce type est peu sensible à l'usure et réclame peu d'entretien. Dans une version techniquement simple à réaliser, le mécanisme à leviers comporte au moins deux bras de leviers qui relient au moins un palier de pivotement déplaçable radialement et axialement, d'une part, à un palier de pivotement fixe disposé sur une partie reliée au cylindre de guidage et, d'autre part, à un palier de pivotement immobile radialement disposé sur la partie de paroi déplaçable. La partie reliée au cylindre de guidage est de préférence la partie de guidage. De manière avantageuse, il est prévu au moins quatre bras de leviers qui sont associés les uns aux autres sous la forme d'un parallélogramme. De ce fait, l'application de la force à la partie de paroi déplaçable, respectivement à la paroi arrière de chambre de combustion, peut s'effectuer de manière uniforme, ce qui empêcher les pièces mobiles de basculer et de se coincer. En outre, il est avantageux que sur le mécanisme à leviers soit disposé un élément de ressort qui peut être précontraint par un mouvement d'appui et qui sert à transférer le mécanisme à leviers et la partie de paroi déplaçable dans leur position initiale. La conception de l'élément de ressort sous forme de ressort de torsion permet d'obtenir, en association avec la cinématique réalisée par le mécanisme à leviers, une caractéristique élastique presque horizontale, de sorte que la force d'appui demeure sensiblement constante sur toute la course d'appui. Il est avantageux que le mécanisme à leviers se trouve sensiblement en liaison active directe avec la partie de paroi, ce qui garantit un transfert sans perte du mouvement d'appui démultiplié. D'autres avantages et mesures de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après et à l'examen des dessins. Les dessins illustrent un exemple de réalisation de l'invention. Sont montrés sur: la figure 1 un outil de scellement selon l'invention dans une position initiale, en coupe longitudinale, la figure 2 l'outil de scellement de la figure 1 dans une position d'appui sur un support, en coupe longitudinale. Les figures 1 et 2 représentent un exemple de réalisation de l'outil de scellement actionné par gaz combustible 10 selon l'invention. L'outil de scellement 10 est actionné par un gaz combustible qui est tenu en réserve sous forme de gaz liquide dans un réservoir de combustible non reproduit sur le dessin. Au lieu d'un gaz combustible, on peut aussi employer un combustible liquide vaporisable, comme par exemple de l'alcool ou de l'essence. L'outil de scellement 10 comporte un mécanisme de scellement au moyen duquel un élément de fixation non représenté peut être enfoncé dans un support U lorsque l'outil de scellement 10 est appuyé sur celui- ci et déclenché. Le mécanisme de scellement se compose notamment d'une chambre de combustion 14, d'un guide-piston 12 dans lequel un piston- poussoir 11 est monté déplaçable axialement, et d'un guide-goujon 13 qui se raccorde au guide-piston 12 sur le côté de celui-ci orienté à l'opposé de la chambre de combustion 14. Le guide-goujon 13 sert à guider l'élément de fixation, comme par exemple un goujon ou un clou. Les éléments de fixation peuvent être tenus en réserve par exemple dans un magasin disposé sur l'outil de scellement 10. Dans la position de repos ou initiale de l'outil de scellement 10 reconnaissable sur la figure 1, la chambre de combustion 14 se trouve à l'état resserré dans lequel elle est contractée. Le manchon de chambre de combustion 15 est de conformation sensiblement cylindrique et est guidé à coulissement par rapport au guide-piston 12. La paroi frontale 16 conformée en plaque pourvue d'ouvertures 18 est maintenue fermement contre l'extrémité du guide-piston 12 tournée vers la chambre de combustion 14. Conjointement avec un manchon d'appui 19, la partie de paroi déplaçable 17, respectivement la paroi arrière de chambre de combustion est guidée à coulissement sur un moyen de guidage 29 conformé en broche de guidage. Le moyen de guidage 29 est fixé à la paroi frontale 16 en position centrée. Sur l'outil de scellement est en outre disposé un dispositif d'appui 30 qui comporte une tringlerie d'appui 31 dont une extrémité libre 32 dépasse du guide-goujon 13 dans la position de repos de l'outil de scellement 10 (cf. figure 1). La tringlerie d'appui 31 se trouve en liaison active avec le manchon de chambre de combustion 15 pour transmettre un mouvement d'appui. Entre le dispositif d'appui 30 et la partie de paroi déplaçable 17 est disposé un mécanisme à leviers qui est désigné dans son ensemble par 20 et qui démultiplie un mouvement d'appui de la tringlerie d'appui 31 et du manchon de chambre de combustion 15 et le transfère à la partie de paroi déplaçable 17. Le mécanisme à leviers 20 comporte un premier palier de pivotement 22 qui est assujetti au manchon d'appui 19 et sur lequel sont articulés deux bras de leviers 24 dont l'autre extrémité est reliée à un second palier de pivotement 21. Le palier de pivotement 22 est mobile dans la direction axiale avec le manchon d'appui 19, mais sensiblement immobile dans la direction radiale, tandis que les seconds paliers de pivotement 21 sont déplaçables aussi bien dans la direction axiale que dans la direction radiale (par rapport à l'axe longitudinal de la chambre de combustion). Un troisième palier de pivotement 23, lequel est disposé de manière fixe à l'extrémité libre du moyen de guidage 29, est lui aussi relié aux paliers de pivotement 21 par l'intermédiaire de bras de leviers 25 montés sur lui. Les bras de leviers 24, 25 sont montés à pivotement sur tous les paliers de pivotement 21, 22, 23 et disposés les uns par rapport aux autres sous la forme d'un parallélogramme. Les paliers de pivotement 21 sont chacun en appui coulissant sur une surface d'application 34 du dispositif d'appui 30 ménagée, dans l'exemple de réalisation, sur le manchon de chambre de combustion 15. Entre au moins un des bras de leviers 25 et le moyen de guidage 29 est disposé au moins un moyen de rappel qui est conformé en élément de ressort 26 et qui, sur la figure 1, se trouve dans une position au moins partiellement relâchée. L'élément de ressort 26 est ici un ressort de torsion avec une caractéristique élastique plate. Lorsque l'outil de scellement 10 est appuyé sur un support U comme le montre la figure 2, la tringlerie d'appui 31, laquelle entre en contact avec le support U par l'intermédiaire de son extrémité libre 32, est déplacée dans la direction de la flèche 37. La tringlerie d'appui 31 pousse le manchon de chambre de combustion 15 et le déplace également dans le sens de la flèche 37 par rapport au guide-piston 12. La pression exercée par les surfaces d'application 34, situées sur le manchon de chambre de combustion 15, sur les paliers de pivotement 21 du mécanisme à leviers 20 a également pour effet de déplacer ces derniers dans la direction de la flèche 37, mais également de les éloigner radialement l'un de l'autre dans le sens de la flèche 38 puisque le palier de pivotement 23 est assujetti au moyen de guidage 29. Le palier de pivotement 22 disposé sur le manchon d'appui 19 est ainsi déplacé dans le sens de la flèche 39 avec une démultiplication d'environ 2:1. Selon la conception, d'autres rapports de démultiplication sont également possibles. La partie de paroi déplaçable 17 est ainsi déplacée par le mécanisme à leviers 20 selon une course qui correspond au double de la course d'appui. Lors du déplacement décrit des bras de leviers 25 par rapport au palier de pivotement 23, le moyen de rappel, respectivement l'élément de ressort 26 a lui aussi été mis en tension. En cas de nouveau décollement de l'outil de scellement 10 par rapport au support U, ledit élément de ressort amorce ou amplifie, grâce à sa force de rappel, le processus de resserrement de la chambre de combustion 14 en ramenant la partie de paroi déplaçable 17 et le manchon de chambre de combustion 15 dans leur position initiale visible sur la figure 1. Il convient encore de noter qu'en plus de l'élément de ressort 26 peuvent aussi être prévus d'autres éléments de rappel disposés sur le mécanisme à leviers 20 ou par exemple aussi sur le dispositif d'appui 30. En outre, l'élément de ressort 26 peut également être disposé sur une autre paire de paliers de pivotement/bras de leviers. Dans la position de travail de l'outil de scellement 10 qui est représentée sur la figure 2 et dans laquelle la chambre de combustion 14 est complètement expansée, la partie de paroi déplaçable 17 se trouve dans sa seconde position, contre l'extrémité du manchon de chambre de combustion 15 située à l'opposé du guide-piston 12. Dans cette position, la partie de paroi déplaçable 17 est verrouillée dès qu'un commutateur de déclenchement est actionné. Les ouvertures 27 de la partie de paroi déplaçable 17 sont fermées par des moyens de soupapes, de sorte que la chambre de combustion 14 est étanche et prête pour une opération de scellement. Dans la chambre de combustion 14 se trouve alors un mélange gaz combustible-air qui peut être enflammé par l'intermédiaire d'un module d'allumage 36, comme par exemple d'une bougie d'allumage. Dans le présent exemple de réalisation, le module d'allumage 36 est disposé dans une ouverture d'allumage 35 ménagée dans le moyen de guidage 29. Le déclenchement du module d'allumage 36 intervient après actionnement du commutateur de déclenchement non représenté sur le dessin. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement actionné par gaz combustible pour enfoncer des éléments de fixation, tels que des clous, des goujons ou des broches, dans un support, comprenant une chambre de combustion (14) pour un mélange agent oxydant-gaz combustible avec au moins une partie de paroi (17) déplaçable axialement par l'intermédiaire d'un dispositif d'appui et guidée par au moins un moyen de guidage (29), et comprenant un cylindre de guidage (12) qui se raccorde à la chambre de combustion (14) et dans lequel un piston-poussoir (11) est guidé de manière déplaçable, le dispositif d'appui (30) se trouvant en liaison active avec la partie de paroi déplaçable (17) par l'intermédiaire d'un mécanisme qui démultiplie la course d'appui, caractérisé en ce que le mécanisme est conformé en mécanisme à leviers (20). 2. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à leviers (20) comporte au moins deux bras de leviers (24, 25) qui relient au moins un palier de pivotement déplaçable radialement et axialement (21) à un palier de pivotement fixe (23) disposé sur une partie reliée au cylindre de guidage, optionnellement à la partie de guidage (29), et à un palier de pivotement immobile radialement (22) disposé sur la partie de paroi déplaçable (17). 3. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins quatre bras de leviers (24, 25) qui sont associés les uns aux autres sous la forme d'un parallélogramme. 4. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme à leviers (20) comporte au moins un élément de ressort (26) pour transférer le mécanisme à leviers (20) et la partie de paroi déplaçable (17) dans leur position initiale. 5. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de ressort (26) est conformé en ressort de torsion. 6. Outil de scellement actionné par gaz combustible selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme à leviers (20) se trouve sensiblement en liaison active directe avec la partie de paroi (17).