Brevet FR3006933A1 — publié le 20141219

OUTIL DE FIXATION A TIR INDIRECT, ORGANE DE PROPULSION ET ELEMENT DE FIXATION PORTANT CET ORGANE POUR L'OUTIL, ET PROCEDE DE POSE D'UN ELEMENT DE FIXATION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un outil de fixation à tir indirect, un organe de propulsion d'un élément de fixation, un ensemble comportant un élément de fixation et un organe de propulsion, ainsi qu'un procédé de pose d'un élément de fixation dans un support. ETAT DE L'ART Un outil de fixation ou de scellement permet de propulser un élément de fixation tel qu'un clou, une pointe, un tampon, une agrafe, etc., dans un support. L'utilisation des outils à tir direct, où l'énergie de propulsion est transmise directement à l'élément de fixation, est interdite. Dans un outil de fixation à tir indirect, cette énergie est en général transmise à l'élément de fixation par l'intermédiaire d'une masselotte ou d'un piston, qui est destiné à emmagasiner l'énergie, à la transmettre à l'élément de fixation à propulser, et à stocker l'énergie résiduelle une fois l'élément de fixation propulsé. L'énergie de propulsion peut être issue de l'explosion d'une charge de poudre ou de gaz, ou de la détente d'un ressort précédemment comprimé par un moteur. Dans le cas d'un outil de fixation à piston d'entraînement, ce piston comporte une tête qui peut être déplacée dans un logement cylindrique sous l'action de l'explosion d'une charge dans une chambre de combustion de l'outil. La tige du piston est alors déplacée dans un guide-tampon de l'outil et vient percuter un élément de fixation et le propulser dans le support. Les moyens d'entraînement et de propulsion de l'élément de fixation, qui sont ici formés par le piston, sont encombrants en particulier le long de 30 l'axe de propulsion des éléments de fixation. Ce problème d'encombrement se présente également dans le cas d'un outil dont les moyens d'entraînement et de propulsion comprennent une masselotte, à cause de la course à prévoir pour cette masselotte et des moyens de guidage de celle-ci. De plus, les moyens de rappel des moyens d'entraînement dans leur position initiale augmentent davantage l'encombrement longitudinal de l'outil, ainsi que la complexité de ce dernier. La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un outil de fixation à tir indirect, comportant des moyens d'entraînement et de propulsion d'un élément de fixation pour sa pose dans un support, ces moyens d'entraînement étant mobiles en rotation, caractérisé en ce que ces moyens d'entraînement sont configurés pour coopérer directement avec l'élément de fixation ou avec un organe de propulsion porté par celui-ci, de sorte qu'une rotation des moyens d'entraînement provoque directement l'entraînement en translation et la propulsion de l'élément. Une première différence entre l'invention et les technologies couramment utilisées dans la technique antérieure concerne le déplacement des moyens d'entraînement de l'outil, ces moyens d'entraînement étant mobiles en rotation et non pas en translation comme c'est le cas des pistons et des masselottes de la technique antérieure. Une autre différence majeure concerne le fait que ces moyens d'entraînement coopèrent directement avec l'élément de fixation ou un organe de propulsion porté par celui-ci pour entraîner et propulser cet élément. Dans la présente demande, une « coopération directe » entre deux pièces s'entend comme une coopération sans pièce intermédiaire, et en particulier sans pièce intermédiaire non solidaire en translation de l'élément de fixation. Dans le cas présent, une rotation des moyens d'entraînement entraîne directement un déplacement, en particulier en translation, de l'élément de fixation. Le contact ou la pression de contact entre les moyens d'entraînement et l'élément de fixation ou son organe de propulsion peut suffire à ce que l'élément soit entraîné du fait de la rotation de ces moyens. L'organe ou sabot de propulsion est porté par l'élément de fixation c'est-à-dire qu'il est solidaire de celui-ci, en particulier en translation. Il peut être destiné à se dissocier de l'élément lors du tir, par exemple lors de la pénétration de l'élément de fixation dans le support, comme cela sera décrit plus en détail dans ce qui suit. L'élément de fixation peut comprendre une partie enchâssée dans l'organe de propulsion qui peut former un prolongement axial de l'élément afin que l'organe permette de poursuivre la propulsion de l'élément de fixation jusqu'à son enfoncement complet dans le support. Cet organe permet en outre d'améliorer les conditions de propulsion de l'élément de fixation en améliorant la transmission de l'énergie depuis les moyens d'entraînement. L'élément de fixation peut être unitaire ou conditionné en bande, en file indienne, etc. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les moyens d'entraînement comprennent deux volants d'inertie qui sont montés mobiles en rotation dans des sens contraires autour de deux axes sensiblement parallèles, les volants d'inertie définissant entre eux un espace d'engagement d'un élément de fixation. Les volants d'inertie sont destinés à stocker de l'énergie mécanique en rotation par opposition au stockage d'énergie mécanique en translation des pistons et masselottes de la technique antérieure. Lors d'un tir, un élément de fixation est engagé dans l'espace entre les volants et est entraîné et propulsé dès qu'il entre en contact avec les volants. Comme c'est le cas avec une masselotte, l'élément de fixation reçoit de l'énergie tout au long de son entraînement par les volants d'inertie, jusqu'à ce que l'élément de fixation ou son organe ne soit plus en contact avec les volants. A partir de cet instant, la majorité de l'énergie résiduelle reste dans les volants et l'élément de fixation ne conserve qu'une infime partie de l'énergie totale du système, rendant cet élément de fixation inoffensif comme c'est le cas dans tous les outils de fixation à tir indirect. De préférence, l'espace entre les volants a une dimension transversale inférieure à celle d'au moins une partie de l'élément de fixation ou de l'organe porté par celui-ci, de façon à ce que l'élément ou son organe soit serré entre les volants lors du tir et éviter tout glissement entre l'élément et les volants ou entre l'organe de propulsion et les volants. Les matériaux des volants, de l'élément de fixation, et/ou de l'organe de propulsion peuvent être choisis pour autoriser ce serrage tout en garantissant une durée de vie optimale de l'outil. L'organe de propulsion est par exemple réalisé dans un matériau moins dur que celui de l'élément de fixation et destiné à se déformer par compression lors du tir afin de maximiser la transmission d'énergie depuis les volants. Dans un exemple de réalisation de l'invention, chaque volant d'inertie comprend à sa périphérie une gorge annulaire externe pour le guidage et l'entraînement de l'élément de fixation ou de son organe. Dans le cas où les gorges périphériques des volants ont une forme semi-circulaire, l'espace précité inter volants a une forme sensiblement circulaire. L'élément de fixation ou son organe de propulsion peut alors avoir au moins en partie une forme générale cylindrique. Les périphéries des volants peuvent toutefois avoir une forme quelconque, l'essentiel étant que les volants coopérent avec l'élément de fixation ou son organe lors du tir afin de maximiser la transmission d'énergie de propulsion des volants à l'élément. On obtient par exemple un résultat comparable en utilisant des volants à périphérie cylindrique et un élément de fixation à organe de propulsion de forme sensiblement parallélépipédique, dont la dimension transversale est supérieure au jeu entre les volants. Dans une variante de réalisation de l'invention, au moins l'une des surfaces en contact, parmi les surfaces des moyens d'entraînement rotatifs 30 et de l'élément de fixation (ou de l'organe de propulsion) est mouvementée, c'est-à-dire n'est pas lisse. La surface périphérique des moyens d'entraînement peut par exemple comprendre des sillons ou des nervures destinés à améliorer la transmission d'énergie des moyens d'entraînement à l'élément de fixation (ou à l'organe de propulsion). La partie de l'élément de fixation ou de l'organe de propulsion destinée à coopérer avec les moyens d'entraînement peut avoir une surface de contact complémentaire à celle des moyens d'entraînement. Dans un cas particulier de l'invention, les moyens d'entraînement comprennent à leur périphérie des dents engrenées avec des dents d'une crémaillère portée par l'organe de propulsion, lors d'un tir. Les volants d'inertie peuvent être fixés sur des arbres de moteurs ou être entraînés en rotation par l'intermédiaire de courroies ou d'engrenages. Autrement dit, les volants d'inertie sont entraînés directement par des arbres ou indirectement via des moyens de transmission de mouvement tel qu'un dispositif multiplicateur de vitesse de type boite de vitesses par exemple. Les moteurs d'entraînement des volants d'inertie peuvent être des moteurs électriques ce qui simplifie la conception de l'outil et permet notamment de fabriquer des outils de fixation portatifs à batterie électrique rechargeable. L'outil comporte une extrémité comprenant un orifice de propulsion et d'éjection de l'élément de fixation, les moyens d'entraînement étant de préférence montés dans l'outil au voisinage de cet orifice. L'outil est alors conçu pour que l'élément de fixation pénètre dans le support simultanément à son entraînement par les moyens d'entraînement. La course de pénétration de l'élément de fixation dans le support est arrêtée dès que l'élément de fixation ou son organe de propulsion n'est plus en contact avec les moyens d'entraînement. L'organe de propulsion permet notamment à l'élément de fixation d'être bien plaqué contre le support destiné à recevoir cet élément. Il permet de poursuivre l'entrainement de l'élément de fixation lorsqu'il traverse l'orifice de propulsion de l'outil. Avantageusement, au moins l'un des volants est sollicité vers l'autre volant. Dans le cas précité où l'élément de fixation est engagé dans l'espace inter volants, la sollicitation d'un volant en direction de l'autre volant permet de comprimer davantage l'élément de fixation ou l'organe de propulsion entre les volants et donc d'améliorer la transmission d'énergie entre les volants et l'élément ou l'organe en évitant tout risque de patinage. Un premier volant peut être sollicité vers le deuxième volant par déplacement du premier volant dans une direction sensiblement perpendiculaire aux axes de rotation des volants. Dans ce cas, le deuxième volant est monté fixe dans l'outil alors que le premier volant est sollicité vers le deuxième volant, par exemple par au moins un ressort de compression monté entre le premier volant et une partie fixe de l'outil. En variante, les deux volants peuvent être sollicités l'un vers l'autre. Chaque volant peut alors être sollicité vers l'autre volant au moyen d'un ressort de compression monté entre le volant et une partie fixe de l'outil. La présente invention concerne également un ensemble comportant un élément de fixation et un organe de propulsion porté par l'élément, pour un outil tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce que l'organe de propulsion a une forme allongée et est configuré pour se dissocier de l'élément de fixation lors de la pose de ce dernier dans un support. Comme décrit dans ce qui précède, l'organe de propulsion est de préférence réalisé dans un matériau moins dur que celui de l'élément de fixation. L'organe de propulsion peut comprendre au moins une fente longitudinale d'affaiblissement configurée pour faciliter sa dissociation de l'élément de fixation lors de la pose de ce dernier. Lors d'un tir, l'organe de propulsion vient au contact du support et se déforme pour se désolidariser de l'élément de fixation. La fente longitudinale de l'organe peut être conçue pour provoquer une déchirure de l'organe le long de cette fente et un écartement des parties de l'organe situées de part et d'autre de cette fente. L'organe de propulsion peut former un prolongement axial de l'élément de fixation. Ceci est particulièrement avantageux pour les raisons suivantes : lors d'un tir, l'élément de fixation continu d'être entraîné après son passage dans l'espace précité car la partie de l'organe de propulsion qui dépasse axialement de l'élément de fixation coopère encore avec les moyens d'entraînement et est encore entraîné par ces moyens d'entraînement sur une distance correspondant à la dimension longitudinale de cette partie. Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, l'élément de fixation est un clou et l'organe de propulsion a en section une forme allongée cylindrique ou parallélépipédique, l'axe d'allongement de l'organe et l'axe longitudinal du clou étant sensiblement confondus. La présente invention concerne encore un organe de propulsion pour un ensemble du type précité, caractérisé en ce qu'il a une forme allongée et est configuré pour se dissocier de l'élément de fixation lors de la pose de ce dernier dans un support. La présente invention concerne enfin un procédé de pose d'un élément de fixation dans un support, au moyen d'un outil de fixation à tir indirect, caractérisé en ce que l'élément de fixation ou un organe de propulsion porté par celui-ci est entraîné en translation et propulsé de l'outil par coopération directe avec des moyens d'entraînement rotatifs de l'outil. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un outil de fixation à tir indirect de la technique antérieure ; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques de moyens d'entraînement rotatifs d'un outil de fixation à tir indirect selon l'invention, vus de face et de côté, respectivement ; - les figures 4 à 7 sont des vues similaires à celle de la figure 2 et illustrent des étapes d'utilisation de l'outil et de pose d'un élément de fixation dans un support ; et - la figure 8 est une vue schématique des moyens d'entraînement rotatifs d'une variante de réalisation de l'outil selon l'invention, vus de face. DESCRIPTION DETAILLEE On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un outil de fixation 10 à tir indirect selon la technique antérieure, cet outil étant ici un cloueur à moteur à combustion interne 12. L'outil 10 comporte un piston 14 d'entraînement d'un clou 16, ce piston comportant une tige 18 reliée à une extrémité à une tête 20 qui peut être déplacée en translation dans un logement cylindrique 22 de l'outil sous l'action de la mise en feu du combustible dans la chambre de combustion 24 de l'outil. Lors d'un tir, la tige 18 du piston 14 se déplace en translation dans l'alésage 26 d'un guide-tampon 28 et vient percuter le clou 16 pour le propulser dans un support 30. Comme expliqué dans ce qui précède, le piston 14 qui forme les moyens d'entraînement et de propulsion du clou 16 a une dimension longitudinale (le long de l'axe A) relativement importante, et génère donc un 20 encombrement longitudinal important. La présente invention permet de remédier à ce problème grâce à de nouveaux moyens d'entraînement et de propulsion qui sont mobiles en rotation et non pas en translation. Ils n'ont donc pas de course de déplacement axial ce qui limite l'encombrement axial ou longitudinal de ces 25 moyens. Les figures 2 à 7 représentent un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel les moyens d'entraînement comprennent deux volants d'inertie 32 rotatifs, qui sont ici formés par des galets montés directement sur des arbres 34 de deux moteurs 36 électriques. 30 Les axes de rotation des volants 32 sont parallèles et les volants tournent dans des sens contraires. Comme cela est visible en figure 2, l'un des volants (à gauche sur le dessin) tourne dans le sens anti horaire et l'autre volant (à droite) tourne dans le sens horaire. Les volants 32 sont disposés à proximité l'une de l'autre et définissent entre eux un espace 38 d'engagement et de passage de l'élément de fixation 40. Dans l'exemple représenté, chaque volant 32 comprend à sa périphérie externe une gorge annulaire 41 qui a ici en section une forme semi circulaire. L'entraxe R entre les volants 32 est tel que l'espace 38 précité défini par les gorges 41 a une forme sensiblement circulaire dont la dimension transversale ou diamètre est noté Dl. L'élément de fixation 40 est ici un clou qui porte un organe ou sabot de propulsion 42. La partie d'extrémité du clou comportant la tête 44 est enchâssée dans l'organe 42. L'organe 42 a ici une forme sensiblement cylindrique allongée. Il a une dimension transversale ou un diamètre D2 supérieur au diamètre d du clou et au diamètre Dl de l'espace 38 de façon à ce que l'organe soit comprimé en passant entre les volants 32. Son axe d'allongement est confondu avec l'axe longitudinal du clou et il est monté sur le clou de sorte qu'il forme un prolongement axial au clou, du côté de sa tête 44. Il a une dimension axiale ou longitudinale L, sa partie définissant le prolongement précité ayant une dimension axiale ou longitudinale I. Cette dimension I est notamment fonction de l'enfoncement souhaité du clou et du rayon des volants d'inertie de l'outil. Le clou est réalisé en alliage métallique. Comme cela sera expliqué dans ce qui suit, l'organe 42 est de préférence réalisé dans un matériau moins dur que celui du clou. L'organe 42 peut être réalisé d'une seule pièce en alliage métallique, en plastique, etc. L'organe 42 peut comprendre des fentes 46 d'affaiblissement, dont la fonction sera détaillée dans ce qui suit. Dans l'exemple représenté en figure 3, l'organe 42 comprend deux fentes 46 longitudinales diamétralement opposées, ces fentes s'étendant sur une majeure partie ou la totalité de la longueur de l'organe 42 Les volants d'inertie 32 coopèrent directement avec l'organe de propulsion 42 porté par le clou de sorte que la rotation des volants entraîne directement l'entraînement en translation du clou, tant que l'organe de propulsion est en contact avec les volants. Le clou n'est donc plus entraîné en translation lorsque l'organe 42 n'est plus en contact avec les volants 32. Les volants d'inertie sont donc montés au voisinage immédiat de l'orifice de sortie et de propulsion du clou de l'outil. La référence 50 désigne l'embout d'extrémité distale de l'outil qui est destiné à être appliqué sur le support et qui comporte l'orifice 52 précité de propulsion du clou. Cet embout comprend ici une paroi plane 54 en arrière de laquelle sont montés les volants et dont la face avant forme une face d'appui sur le support. Cette paroi 54 est sensiblement perpendiculaire au plan du dessin de la figure 2 et parallèle au plan du dessin de la figure 3. Les figures 4 à 7 représentent des étapes de pose d'un élément de fixation dans un support. L'outil est mis en position de tir sur un support 53 de sorte que la paroi 54 précitée soit en appui sur ce support. En figure 4, les volants d'inertie 32 tournent autour de leurs axes et l'actionnement de la gâchette de tir de l'outil provoque le déplacement d'un clou et de son organe 42 dans l'espace 38 entre les volants (flèche 51). Le déplacement du clou et de son organe doit être suffisant pour que l'organe 42 s'engage dans l'espace 38 précité et vienne en contact avec les volants 32. Dès que l'organe 42 vient en contact avec les volants 32, il est entraîné par ceux-ci en translation sur une course correspondant sensiblement à la longueur L de l'organe. Une compression de l'organe entre les volants permet de limiter le risque de glissement de l'organe entre les volants. A mesure qu'il est entraîné, le clou traverse l'orifice 52 de propulsion de la paroi 54 de l'outil et pénètre dans le support 53 (figure 6). L'organe de propulsion 42, qui n'est ici pas conçu pour pénétrer dans le support 53, vient au contact de celui-ci et se déforme plastiquement. Les fentes 46 précitées ont pour but de faciliter des déchirures de l'organe 42 le long de ces fentes et de favoriser la déformation de l'organe et sa désolidarisation du clou, qui peut alors être enfoncé dans le support 53 jusqu'à ce que sa tête 44 prenne appui sur une face extérieure de celui-ci (figure 7). La figure 3 montre en outre une variante avantageuse de l'invention dans laquelle un premier moteur 36 associé à l'un des volants 32 (à gauche sur le dessin) est monté fixement dans l'outil (traits pointillés 60) alors que le deuxième moteur associé à l'autre volant est sollicité vers le premier moteur (flèche 61), de façon à diminuer l'entraxe R entre les volants et à augmenter la force de compression de l'organe de propulsion 42 entre les volants. Un ressort de compression 62 peut être monté entre le deuxième moteur 36 et une partie fixe de l'outil. En variante, chaque moteur est sollicité vers l'autre moteur par des moyens de sollicitation du type ressort par exemple. Dans encore une autre variante, la force de rappel exercée par les moyens de sollicitation sur le ou chaque moteur (ou volant) peut être réglée, en fonction par exemple du type d'élément de fixation et de la nature du support destiné à recevoir cet élément. La figure 8 illustre une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les volants d'inertie 32 ne sont pas directement montés sur des arbres de moteurs mais sont entraînés en rotation par l'intermédiaire de courroies 55 entraînés par des poulies 56 montées sur des arbres de moteurs 58 qui sont ainsi montés à distance des volants d'inertie. Alternativement, l'homme du métier pourra réaliser cet entraînement par des pignons ou des courroies crantées. La vitesse de rotation des volants d'inertie peut par exemple être définie pour atteindre une vitesse tangentielle d'entrainement de l'organe de propulsion de l'ordre de 100m.s-1, qui est la vitesse maximale autorisée en tir indirect.30 REVENDICATIONS1. Outil de fixation à tir indirect, comportant des moyens (32) d'entraînement et de propulsion d'un élément de fixation (40) pour sa pose dans un support (53), ces moyens d'entraînement étant mobiles en rotation, caractérisé en ce que ces moyens d'entraînement sont configurés pour coopérer directement avec l'élément de fixation ou avec un organe de propulsion (42) porté par celui-ci, de sorte qu'une rotation des moyens d'entraînement provoque directement l'entraînement en translation et la propulsion de l'élément. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent deux volants d'inertie (32) qui sont montés mobiles en rotation dans des sens contraires autour de deux axes sensiblement parallèles. 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les volants d'inertie (32) sont fixés sur des arbres (34) de moteurs (36) ou sont entraînés en rotation par l'intermédiaire de courroies (55) ou d'engrenages. 4. Outil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les volants d'inertie (32) définissent entre eux un espace (38) d'engagement d'un élément de fixation (40). 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'espace (38) précité a une dimension transversale (D1) inférieure à celle (D2) d'au moins une partie de l'élément de fixation (40) ou de l'organe (42) porté par celui-ci. 6. Outil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque volant d'inertie (32) comprend à sa périphérie une gorge annulaire externe (41). 7. Outil selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'au moins l'un des volants (32) est sollicité vers l'autre volant. 8. Outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une extrémité comprenant un orifice (38) de propulsion et d'éjection de l'élément de fixation (40), les moyens d'entraînement (32) étant montés dans l'outil au voisinage de cet orifice. 9. Ensemble comportant un élément de fixation (40) et un organe de propulsion (42) porté par l'élément, pour un outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de propulsion a une forme allongée et est configuré pour se dissocier de l'élément de fixation lors de la pose de ce dernier dans un support (53). 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe de propulsion (42) est réalisé dans un matériau moins dur que celui de l'élément de fixation (40). 11. Ensemble selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'organe de propulsion (42) comprend au moins une fente longitudinale (46) d'affaiblissement configurée pour faciliter sa dissociation de l'élément de fixation (40) lors de la pose de ce dernier. 12. Ensemble selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'organe de propulsion (42) forme un prolongement axial de l'élément de fixation (40). 13. Ensemble selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'élément de fixation (40) est un clou et l'organe de propulsion (42) a en section une forme allongée cylindrique ou parallélépipédique, l'axe d'allongement de l'organe et l'axe longitudinal du clou étant sensiblement confondus. 14. Organe de propulsion (42) pour un ensemble selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il a une forme allongée et est configuré pour se dissocier de l'élément de fixation (40) lors de la pose de ce dernier dans un support (53). 15. Procédé de pose d'un élément de fixation (40) dans un support (53), au moyen d'un outil de fixation à tir indirect, caractérisé en ce que l'élément de fixation ou un organe de propulsion (42) porté par celui-ci estentraîné en translation et propulsé de l'outil par coopération directe avec des moyens d'entraînement rotatifs de l'outil.