Brevet FR2920325A1 — publié le 20090306

La présente invention est du domaine de l'outillage et elle a pour objet un dispositif, dit "pistolet à mastic" pour extraire d'une cartouche à structure de piston et cylindre un produit pâteux, tel que différents mastics, colles ou enduits. On sait qu'aujourd'hui nombre de produits pâteux. de viscosité assez faible sont présentés commercialement en cartouches cylindriques d'un tiers de litre environ (33 cl) à disposition du "grand public", mais aussi d'autres contenances pour des usages plus professionnels, refermées à leur extrémité dite distale par un embout fileté, et à leur extrémité proximale, la plus proche de la main du manipulateur, par une pièce en forme de coupelle profonde, à fonction de piston, introduite après remplissage du cylindre et pouvant y coulisser de façon étanche ; lors de l'utilisation de la cartouche il suffit de couper l'extrémité de l'embout, éventuellement d'y visser une buse livrée à cet effet, et de faire pression sur la coupelle pour provoquer l'extrusion du produit par la buse. Pour faire pression sur la coupelle, donc pour obtenir l'extrusion du produit, il a été proposé divers types de dispositifs. Le type le plus courant est un dispositif d'extrusion à manoeuvre manuelle dans lequel l'effort exercé par la main sur un levier et à l'encontre d'une "poignée", est transmis à la coupelle par une platine montée en bout d'une tige encliquetée sur le levier; un mécanisme est généralement prévu pour faire cesser toute pression de la tige sur la coupelle et éviter ainsi un écoulement, dit "subséquent", du produit. Dans de tels dispositifs, une butée distale d'appui de la cartouche est disposée à l'extrémité distale du pistolet, supportée soit par un couple de tirants soit par un berceau semi-cylindrique, reliés à la "poignée". On connaît aussi un pistolet extrudeur à air comprimé dans lequel un manchon emprisonnant la cartouche peut être vissé sur un partie du pistolet à fonction de culasse. La culasse comporte un joint plat contre lequel est mis en appui fort par vissage du manchon, l'extrémité proximale de la cartouche; un mécanisme à fonction de distributeur, actionnable par une manette, permet l'introduction de l'air comprimé dans la culasse, et conséquemment à l'arrière de la coupelle et exerce sur elle la pression nécessaire pour provoquer l'extrusion du produit; le relâchement de la manette replace la culasse en communication avec l'atmosphère et évite l'écoulement subséquent. Parmi les inconvénients du dispositif pneumatique pré-cité on note la relative lenteur du dévissage/revissage du manchon, lors de l'échange de la cartouche, le manque de fiabilité des pas de vis ; enfin les risques de défaut d'étanchéité de 2 l'appui de l'extrémité distale de la cartouche qui peuvent provenir soit d'une petite irrégularité d'origine ou accidentelle de la cartouche, soit d'un corps étranger présent sur le joint. Cependant l'inconvénient majeur dans le cas d'une utilisation industrielle résulte de la lenteur de mise en place de la cartouche. Dans de tels dispositifs, la butée distale d'appui de la cartouche est constituée par l'extrémité distale partiellement fermée du manchon, lequel a aussi la fonction de tirant, relié par son vissage à la culasse elle-même supportée par la poignée, tandis que le distributeur est compris et usiné, dans le corps même, généralement métallique, de la poignée. C'est plus précisément à un dispositif d'extrusion du genre pneumatique, que se rapporte la présente invention, avec comme objectif premier la rapidité d'échange des cartouches (appréciable dans une utilisation professionnelle), et :subsidiairement la suppression du risque de défaut d'étanchéité ainsi que la fiabilité globale du pistolet ne mettant plus en oeuvre un quelconque vissage, subsidiairement encore la facilité, voire la possibilité, d'échange du distributeur en cas de détérioration. Selon la présente invention, un pistolet extrudeur pour produit pâteux contenu dans une "cartouche", du genre de pistolet comprenant une partie à fonction de culasse pourvue d'un organe d'étanchéité de l'appui de la cartouche sur la culasse, est caractérisé dans sa généralité en ce que le dit organe d'étanchéité est un joint de forme générale annulaire destiné à prendre appui radial sur l'une des faces interne ou externe de la paroi de la cartouche, à son extrémité proximale; il résulte de cette disposition que l'étanchéité, résultant de l'application du joint contre la paroi de la cartouche est indépendante de toute imperfection de la position de la cartouche, ou d'irrégularités de son extrémité . On distinguera ainsi deux types de variantes de réalisation selon que le joint est appliqué sur la paroi externe de la cartouche (premier type ou sur la paroi interne de la cartouche (second type) Selon des réalisations du premier type, le joint à lèvre est du genre dit "SPI" largement utilisé en mécanique, comportant une lèvre annulaire en matière élastique à surface tronconique dont le plus petit diamètre est destiné à être appli-qué avec une légère pression contre la face extérieure d'une paroi cylindrique, celle de la cartouche en l'occurrence qui est introduite dans le tronc de cône; l'air comprimé à l'arrière de cette lèvre assurera une application forte de la lèvre contre la paroi; avec un tel joint l'introduction de la paroi cylindrique provoque un léger écartement du plus petit diamètre de la lèvre. Selon des réalisations du second type le joint peut être soit un joint annulaire du commerce tel que joint torique ou tel que joint à lèvre destiné à 5 être supporté par une pièce de structure, ou soit un joint en coupelle arrondie ou conique, conçu pour cet usage. Revenant aux réalisations du premier type, le dit joint est de préférence contenu sous légère contrainte dans un boitier cylindrique dont la race avant est ouverte et dont la face arrière est traversée axialement de façon étanche par un 10 ajutage destiné à recevoir l'air comprimé en provenance d'un distributeur De préférence encore, le corps de pistolet est constitué par au moins une pièce en matière rigide comprenant une partie centrale allongée prismatique, dite tirant, et, monobloc avec le dit tirant, une partie en saillie dite butée distale, 'voisine de l'extrémité distale, et du même coté du tirant que cette dernière, une seconde partie 15 en saille avec redent, dite butée proximale, d'une dimension propre à loger transversale-ment le dit boiter cylindrique, et sur le coté opposé du tirant , en prolongement de la butée proximale, une partie en saillie formant poignée et logement pour des organes d'adduction et de commande d'adduction de l'air comprimé. Avantageusement ce corps de pistolet est formé par ac- 20 colage de deux parties, dites joues, symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian du corps, chacune des dites joues comportant sur sa face en regard de l'autre joue des évidements, dits réserves, pour loger des organes, dits fonctionnels, de commande et d adduction de l'air comprimé. Avantageusement la matière constitutive du corps est 25 une matière alvéolaire à cellules fermées, dite résine structurelle, telle que mouse de polyuréthane dense; avantageusement cependant les tirants peuvent incorporer, de moulage, des renforts métalliques destinés à augmenter la rigidité des tirants. Selon une forme préférée de réalisation les dites réserves comprennent une réserve pour logement d'une manette digitale et de son axe de pivo- 30 terrent, une réserve pour le logement d'une tuyauterie d'air comprimé et un réserve pour le logement d'un distributeur. On notera que les espaces de ces réserves sont inrercommunicants. Il est avantageux que les dites joues soient maintenues plaquées l'une contre l'autre par des boulons, ce qui permet un accès facile aux organes fonctionnels pour les remplacer en cas de besoin. Suivant une disposition fonctionnelle avantageuse, la distance séparant la butée distale et le fond du boitier de contention du joint étant supérieure de 1 à 4 mm à la longueur normalisée d'une cartouche de produit pâteux , au moins un ressort disposé contre la butée distale face à la butée proximale, est destiné à faire une légère pression sur l'extrémité distale de la cartouche en direction de la butée proximale afin d'éviter le retrait inopiné de la cartouche lors de l'interruption de la pression. Encore de manière avantageuse le dit ressort au moins est constitué par deux tiges recourbées de métal élastique, tel que "corde à piano" dépassant la hauteur de saillie de la dite butée, ces deux tiges étant destinées en outre à encadrer et guider la buse d'extrusion fixée à l'extrémité distale de la cartouche La présente invention sera mieux comprise, et des dé- tails, ou caractéristiques secondaires en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite en relation avec les dessins schématiques des planches annexées dans lesquelles . les fig.la et lb illustrent en coupe schématique l'organisation générale d'un pistolet extrudeur de l'invention, et son chargement, la fig.2 illustre en perspective une "joue" du corps du pistolet faisant apparaître les réserves, la fig.3 illustre en coupe l'organe d'étanchéité et son boitier de contention conforme au premier type, les fig.4 et 5 illustrent schématiquement en coupe, une 25 forme de réalisation d'un dispositif d'extrusion du second type dans laquelle l'élément d'étanchéité est en forme de coupelle à bord bombé, la fig.6 illustre schématiquement en coupe une autre forme de réalisation d'un dispositif du second type dans lesquels l'élément d'étanchéité est un joint annulaire logé dans une gorge d'un organe de structure solidaire du corps du dispo- 30 sitif. la fig.7 illustre schématiquement une variante du se- cond type, et la fig.8 illustre schématiquement une disposition de l'organe de préhension (poignée) pouvant être appliquée à l'un quelconque des types sus décrits. Sur les figures la et lb un pistolet extrudeur pneumati- que de l'invention désigné dan son ensemble par 1 comprend un corps 11 en une matière rigide, formé lui-même d'une partie centrale allongée trapézoïdale 12, dite tirant, d'une butée distale 13, et, du même coté du tirant que cette dernière, une butée proximale 14 formant culasse, et, du coté opposé du tirant , en prolongement de la butée proximale, une poignée 15 logeant les organes 16 d'adduction et de commande d'adduction de l'air corn-primé; on a représenté schématiquement par une zone hachurée 21 l'ensemble des parties 12 et 14, c'est-à-dire le bâti du dispositif, c'est-à-dire l'assemblage de la poignée et de la culasse (on retrouvera ce symbole du bâti dans les autres figures, avec la même référence 21). Sur ces figures il apparaît aussi que la butée distale 14 loge et maintien un organe essentiel, à savoir un organe d'étanchéité de l'appui de la car-touche sur la culasse ; le dit organe d'étanchéité est un joint à lèvre radiale interne, du type "joint SPI", destiné à prendre appui sur la face externe de la cartouche. Ce joint à lèvre radiale et son boitier de contention sont désignés ensemble par 17 (voir fig.3) Il apparaît aussi sur la fig. la qu'une cartouche 10 à pa- roi 110 munie de sa buse 101 peut être introduite, dans un premier mouvement (flèche 102) dans l'organe de maintien étanche 17, puis, dans un second mouvement (flèche 103), appliquée contre le tirant 12 et venir en place derrière la butée distale 13; la cartouche est dès lors (fig.2) en situation pour être utilisée en extrusion par appui digital (flèche 104) sur un manette 37 à pression digitale. Sur les figures précédentes apparaît encore une disposition importante, en la présence de deux ressort (un seul 106 est visible sur les figures) dis-posés contre la butée distale face à la butée proximale, faisant émergence dans l'espace en berceau 107 compris entre ces deux butées et destinés à exercer une légère pression sur l'extrémité distale de la cartouche en direction de la butée proximale afin d'éviter le retrait inopiné de la cartouche lors de l'interruption de la pression. Sur la fig.2 et selon une forme avantageuse de réalisation du corps du pistolet, celui ci est formé par l'assemblage de deux moitiés, dites joues, symétriques l'une de l'autre par rapport au plan médian du pistolet, telles que la joue 41 Chacune des dites joues comporte sur sa face, telle la face 42, hachurée, de la joue 41, en regard de la face de l'autre joue, des évidements 43, 44, 45 et 46, dits réserves, pour loger les organe de commande et d'adduction; ainsi la réserve 43 est un demi logement pour l'ajutage 35 (fig.3) et le tuyau 38', la réserve 44 pour loger le distributeur et ses raccords, la réserve 45 pour la manette de commande, et la réserve 46 pour les tuyaux arrivant au distributeur ou en sortant. On remarquera dans la réserve 45 le trou 48 de logement de l'axe de pivotement de la manette. L'épaisseur de chaque joue est de l'ordre de dix à quinze millimètre, tandis que la profondeur des réserves est d l'ordre de cinq à huit millimètres Sur la fig.3, l'ensemble des moyens d'étanchéité 17 des fig.la, lb, est composé d'un joint 30 à lèvre radiale interne 31, par exemple de type DIN 3660, dit encore SPI, logé dans un boitier cylindrique 32 en deux parties : une partie annulaire 33 formant la face avant et une partie pleine 34 formant la face arrière, laquelle est traversée axialement de façon étanche par un ajutage 35 destiné à conduire l'air comprimé en provenance d'un distributeur, l'ajutage 35 est avantageusement un raccord de type "piquage en équerre" pour tuyau 38' de diamètre extérieur 4mm. Sur la fig.3 encore tous les moyens de fonctionnement du pistolet sont réunis et connectés pour être introduits dans les réserves décrites et illustrées sur la fig.3 ; ainsi l'organe d'étanchéité 17 avec son boîtier 32 en deux parties 33 et 34, boîtier dont la partie arrière 34 est traversée axialement par le raccord coudé 35 relié par un tuyau 38 au micro-distributeur 36 placé sous l'action de la manette 37 et relié à une source de pression P par un tuyau 38" par le moyen d'un raccord 39. Il apparaît aussi sur la fig.3 que le distributeur sus mentionné est un micro-distributeur 36 du type "à trois orifice et deux positions" mettant, sous la pression digitale (flèche 104) exercée sur la manette 37, l'ensemble d'étanchéité 17 en relation pneumatique soit, grâce au raccord 39, avec la source de pression P de 1 à 4 bars, soit avec la pression atmosphérique (orifice d'échappement 18) par relâchement de la ma-nette. Le débit du produit pâteux est réglé de façon grossière par le diamètre de sortie de la buse d'extrusion (101, fig.l et 2) et corrélativement et de façon plus précise par le réglage de la pression d'air comprimé au moyen d'un pressostat non représenté ; un petit compresseur silencieux à membrane (0-6 bar) convient pour la plus part des produits à extruder. 7 Sur la fig.4 on a représenté de façon analogue à celle de la fig. l a un pistolet extrudeur 51 répondant à la définition d'une réalisation du second type; conformément à cette définition le joint comporte une lèvre élastique annulaire 52 en forme de coupelle à bord bombé dont le plus grand diamètre est destiné à être appliqué sous légère compression contre la face interne 53 de la paroi cylindrique de la cartouche 54 lors de son introduction au dessus de la lèvre élastique de la coupelle. Cette phase de chargement de la cartouche est comparable à celle de la fig.lb. La fig.5 illustre avec plus de détails une partie de la figure précédente après introduction de la cartouche 10 au dessus de la coupelle 52 qui est alors très légèrement comprimée et qui sera soumise à expansion lors de la mise sous pression d'air comprimé introduit par le raccord coudé 35 déjà décrit plus haut. La coupelle s'appuie alors, par l'intermédiaire d'une rondelle rigide 57 formant culasse, sur le bâti 21. On remarque, en comparant les figures 4 e 5 avec la fig.1 ou la fig. 2, d'une part que l'encombrement diamétral des moyens d'étanchéité est ré- duit au diamètre de la cartouche, et d'autre part que la structure du corps et notamment la position de la poignée, ici pratiquement à l'aplomb de la cartouche, n'est pas limitée à celle des pistolets décrits précédemment. On profitera de la fig.5 pour observer la coupe d'une cartouche et constater la forme de l'opercule d'obturation 55 formant piston pour le produit pâteux 56 contenu dans la cartouche. On comprend que l'air comprimé agit non seulement sur la partie circulaire de l'opercule pour le pousser vers l'extrémité distale et provoquer l'extrusion du produit, mais aussi sur la partie cylindrique de cet dernier pour l'appliquer fortement contre la face interne 53 de la paroi 54 de la cartouche 10 et assurer l'étanchéité vis-à-vis du produit pâteux. Sur la fig.6 qui peut être comparée à la fig.5, le joint assurant la liaison étanche entre la paroi de la cartouche et le conduit d'air comprimé, est un joint torique 61 placé dans un gorge 63 d'une pièce tronconique creuse 62 formant culasse solidaire du bâti 21; la forme tronconique de la culasse 62 est destinée à faciliter une introduction centrée axiale (flèche 64) de la cartouche 10; les dimensions du joint sont telles qu'il est fortement comprimé dans sa gorge lorsqu'il est logé à l'intérieur de l'extrémité de la paroi de la cartouche. Sur la fig.7 qui illustre une variante d'application d'une de la figure précédente, un dispositif extrudeur de l'invention comprend un bâti 71 avec une poignée en forme d'anse 72 incorporant un logement pour le micro distributeur 73 actionnable au pouce 74 par pression sur le poussoir 73'; la pièce à fonction de culasse 62 incorpore un conduit radial 79 (en lieu et place de l'ajutage coudé 35 de la figure précédente) dans lequel conduit débouche le tuyau en provenance du micro distributeur; une butée 75 à vis ou à ressort permet de maintenir la cartouche sur le bâti lorsque la pression est relâchée. On remarque sur la fig.7 que l'espace 76 compris entre la poignée 71 et l'extrémité distale du bâti peut être occupé par des moyens générateur de pression pneumatique, tels qu'un réservoir 77 de gaz sous pression ou liquéfié, et d'un ma-10 nomètre détendeur 78, ces moyens étant destinés à assurer l'autonomie du dispositif lors- qu'il doit être utilisé sur un chantier. Sur la fig.8 on a représenté de façon très schématique un dispositif dont la particularité est de cumuler les avantages de ceux des figure 4 ou 7 à savoir : grâce à une articulation de son organe de préhension 81 formant poignée, poignée 15 81 en forme d'anse 72' analogue à l'anse 72 de la fig.7, sur le bâti autour d'un axe 82, et à une disposition analogue du micro distributeur 83 et de son poussoir 83', ce dispositif peut être utilisé soit à la manière d'un pistolet analogue à celui de la fig.4 (commande de l'extrusion par pression de l'index), soit à la manière de l'extrudeur de la fig.7 (commande de l'extrusion par pression du pouce), en faisant pivoter (flèche 85) la poignée autour de l'axe 82; 20 un tel dispositif peut être aussi pourvu d'une alimentation autonome tel que décrit à propos de la fig.7; de même que les moyens d'étanchéité et de culasse 86 peuvent être aussi bien du type à joint torique (61,62, fig.6), qu'à joint en coupelle (52, fig.4), qu'à joint à lèvre (31,32, fig.2). Bien que l'on ait représenté des pistolets de formes dif- 25 férentes, il doit être compris que l'invention ne se limite pas à ces dispositifs conçus pour être tenus en main, qualifiés génériquement de pistolets, mais qu'elle s'étend, par exemple, à des dispositifs d'extrusion tels que dispositifs solidaires d'un bâti et disposés en regard d'un touret qui supporte une pièce à enduire, l'établissement de la pression d'air comprimé étant par exemple commandée au pied ou synchronisée avec la mise en rotation du touret, 30 qu'elle ne se limite pas non plus aux variantes d'exécution , même illustrées schématique-ment, mais qu'elle s'étend à toutes leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de pistolet extrudeur pour produit pâteux contenu dans une "cartouche" avec opercule à fonction de piston pour expulser le produit pâteux, du genre de dispositif dans le quel l'appui sur le piston résulte de l'application d'une pression d'air comprimé sur l'opercule, ledit dispositif comprenant une partie proximale à fonction de butée en culasse pourvue d'un organe d'étanchéité de l'appui de la cartouche sur la culasse, la dite culasse étant supportée par un "corps" du dispositif qui supporte aussi, à sa partie distale, une butée antagoniste à la culasse, entre lesquelles butées la dite cartouche peut être placée, caractérisé : en ce que le dit organe d'étanchéité (17) est un joint (30, 52, 61)de forme générale annulaire destiné à prendre un appui radial sur l'une des faces, ex-terne (110) ou interne (53), de la paroi (, 10, 54) de la cartouche (10), d'où il résulte que l'étanchéité est indépendante de toute imperfection de l'extrémité proximale de la cartouche et la position exacte de la cartouche lorsqu'elle est en position entre les dites butées, en plus de la facilité et de la rapidité d'échange de la cartouche de produit pâteux ; 2.- Dispositif selon le revendication 1, caractérisé : en ce que le dit organe d'étanchéité est un joint annulaire (30) à lèvre radiale interne (31) destinée à prendre appui sur la face externe de la paroi de la cartouche (10); 3.- Dispositif selon le revendication 1, caractérisé : en ce que le dit organe d'étanchéité est un joint annulaire (52, 61) à destiné à prendre appui sur la face interne (53, 54) de la paroi de la cartouche (10); 4.- Dispositif selon le revendication 3, caractérisé : en ce que le dit organe d'étanchéité est un joint en coupelle(52) à destiné à prendre appui sur la face interne de la paroi de la cartouche ;(10) 5.- Dispositif selon le revendication 1, caractérisé : en ce que le dit organe d'étanchéité est un joint torique (61) à destiné à prendre appui sur la face interne de la paroi de la cartouche (10); 6.- Dispositif selon le revendication 2, caractérisé : en ce que le dit joint (30) à lèvre radiale interne (31) est contenu sous légère contrainte dans un boitier cylindrique (32) dont la face avant (33) est ouverte et dont la face arrière (34) est traversée axialement de façon étanche par un ajutage (35) destiné à recevoir ['air comprimé en provenance d'un distributeur;10 7.- Pistolet extrudeur selon la revendication 1, caractérisé : en ce que le corps (41) du pistolet est constitué pair au moins une pièce en matière rigide comprenant une partie centrale allongée trapézoïdale, dite tirant (42), et monobloc avec le dit tirant, une partie en saillie dite butée distale (13), voisine de l'extrémité distale, et du même coté du tirant que cette dernière une seconde partie en saille avec redent, dite butée proximale (14), d'un dimension propre à loger transversalement le dit boiter cylindrique (32), et du coté opposé du tirant , en prolongement de la butée proximale, une partie en saillie formant poignée (15) et logement pour des organes d'adduction et de commande de l'air comprimé , 8.- Pistolet extrudeur selon la revendication 7, caractérisé : en ce que le corps de pistolet est formé par accolage de deux parties, dites joues, symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan médian, chacune des dite joue comportant sur sa face en regard de l'autre partie des évidements, dits réserves, pour loger les organe de commande et d'adduction ; 9.- Pistolet extrudeur selon la revendication 1, caractérisé : en ce qu'il comporte des moyens générateur de pression pneumatique, tels qu'un réservoir (77) de gaz sous pression ou liquéfié, et d'un manomètre détendeur (78), ces moyens étant destinés à assurer l'autonomie du dispositif 10.- Pistolet extrudeur selon la revendication 7, caractérisé : en ce qu'un organe de préhension (81) formant poignée pivotante, est articulé sur le bâti autour d'un axe (82).