CA1073601A - Appareil actionne par une charge de poudre - Google Patents

Abstract

Appareil actionné à poudre. Il comprend une poignée avec un mécanisme d'actionnement, une chambre pour l'explosion, ladite chambre communiquant avec un canon dans lequel peut se déplacer un piston-poussoir entre une position arrière et une position avant. L'appareil est caractérisé par le fait que le piston-poussoir présente une tête arrière, soumise à la poussée des gaz provenant de l'explosion et une tige antérieure, ledit canon présentant à sa partie antérieure une surface de butée susceptible de coopérer avec une surface de butée complémentaire située sur la partie antérieure de la tige pour arrêter celle-ci à la fin de sa course notamment en cas de rupture.

Description

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La présente invention a trait a un appareil actionné
par une charge de poudre, tel qu'un appareil de scellement, par exemple de clous ou de chevilles, une boulonneuse ou tout autre appareil du type dans lequel la charge de poudre assure la propulsion, darls un canon, d~une pièce intermé-diaire appelée masselotte ou piston-poussoir qui propulse ou vient frapper un élément, par exemple une cheville à sceller.
Il existe déJà de nombreux appareils de ce type comprenant des masselottes ou piston-poussoirs plus ou moins lourds ronctionnant à différentes vitesses de propul-sion. Le point faible de ces appareils est en général constitué par le piston-poussoir qui est la pièce la plus sollicitée et qui subit d'intenses efforts de chocs et de compression. Ceci se traduit au bout d'un certain temps par des risques importants de rupture. Cettè rupture nécessite le remplacement du piston-poussoir par une no~velle pièce ce qui est relativement onéreux et immobilise l'appareil pendant un certain temps.
Par ailleurs, la rupture peut être dangereuse et une partie au moins du piston-poussoir peut etre du canon, risquant de causer des accidents.
La présente invention se propose de remédier à
ces inconvénients et de fournir un appareil de ce type dans lequel, au cas où une rupture se produirait une expulsion dangereuse d'une partie du piston-poussoir est évitée.
L'inventlon se propose également de réaliser des apparells à piston-poussoirs renrorcés réduisarlt d~une ra~on importante lcs risques de rupture. i~:lle se propose ainsi de réaliser un appareil dans lequel le piston-poussoir est rappelé automatiquement a sa position initialede tir.

-~736~1 En outre, l'invention se propose de réaliser un appareil de ce type dans lequel le processus d'enfoncement d'or-ganes de scellement, tels que par exemple des chevilles ou des clous, se trouve amelioré.
L'invention a pour objet un appareil actionné par une charge de poudre, comprenant essentiellement un ensemble cou-lissant constitue d'un canon, d'un embout monte à l'une des extremités du canon~ d'une chambre destinee à recevoir une charge et montee à l'autre extrémite du canon, d'une culasse et de moyens de percussion pour mettre à feu ladite charge situee du côte de la chambre opposé au canon. Une masselotte est mon-tee dans l'ensemble pour coulisser sous l'action des gaz pro-duits dans la chambre par la mise à feu de la charge pour ejecter un élément dudit embout. Un corps tubulaire est prévu dans lequel l'ensemble est monte coulissant, comportant, près de l'une de ses extremités, une poignée munie d'une détente. La masselotte comporte une tête et une tige, une surface de butée tronconique étant ménagée au moins à l'extrémité avant de la tige pour cooperer avec une surface de butee tronconique cor-respondante menagee sur l'ensemble coulissant pour retenir danscet ensemble la plus grande partie de la masselotte en cas de rupture de cette dernière. Selon l'invention, la conicite desdites surfaces tronconiques est inferieure à 3%.
Dans une forme de realisation particulière, la surface de butée tronconique de la tige s'étend sur une partie substan-tielle de sa longueur.
De préference, ladite tige est tronconi~ue sur toute sa longueur mais elle peut également présenter une ou plusieurs por-tions cylindriques en combinaison avec une ou plusieurs parties tronconiques.

- 2 -..~....,~j ~ 36~
De fac,on avantageuse la tête peut être reliée à la tige par une partie de raccordement selon une ligne sensiblement parabolique.
Dans une autre forme de réalisation la butée de la partie antérieure du canon peut être réalisée par une portée tronconique de faible longueur coopérant avec une partie tronconique également de faible longueur située à
proximité de l'extrémité antérieure du piston-poussoir.
En variante, d'autres moyens de butée peuvent être utilisés, par exemple un pion radial situé vers llextrémité antérieure du canon et pénétrant légèrement dans le canon pour coopérer avec un épaulement situé à la partie antérieure de la tige du piston-poussoir.
De façon avantageuse, de~s moyens peuvent être prévus pour assurer, à la fin du t,ir, un rappel du piston-poussoir en posltion arrière et l'on utilise de pré~érence dans ce but un amortisseur élastomere coopérant avec une partie conique de la tige du plston-poussoir et également, de préférence, avec le raccord parabolique lorsqu'il existe, de sorte que llamortisseur lorsqulil est comprimé lors de l'arrêt terminal du piston-poussoir se détend et rejette le piston-poussoir vers l'arrière Jusqu'à sa position initiale de tir.
De fac,on àvantageuse, on prévoit dans ce cas des évents ou des moyens d'équilibrage de pression pour permettre au piston-poussoir de retourner sous l'influence de l'amor-tisseur ~usqu'à sa position arrière extrême sans risque d'etre freiné par une compression de l'air situé à l'arrière de la tête.

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~e racon avantageuse, des moyens peuvent être prévus pour maintenir, après le rappel, le piston-poussolr dans sa position arrière jusqu'à un nouveau tir, ces moyens de maintien pouvant par exemple comprendre une portion faiblement conique et se rétrécissant vers l'arrière à la partie arrière du canon et coopérant par coincement avec une surface tronconique similaire de la tête du piston-poussoir.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appara~tront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel:
la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un appareil selon l'invention, la figure 2 représente une vue de la partie antérieure de ce même appareil avec le piston-poussoir en position antérieure, la flgure 3 représente une vue de la partie antérieure d'un appareil selon une variante de l'invention, la figure 4 représente une vue d'un appareil selon une autre variante de l'invention, la figure 5 représente une vue en coupe axiale de la partie antérieure d'un appareil selon une autre variante de l'invention, la figure 6 représente une vue similaire d'un apparell selon une autre variante, ; la fi~ure 7 représente une vue de l'extrémité
antérieure ~'un appareil selon l'invention lors d'url tir.
L'appareil représenté sur la figure 1 est un plstolet de scellement de chevilles comprenant un ensemble poignée-mecanisme de tir 1, un ensemble canon-chambre de tir coulissant 2 et une enveloppe 3 contenant l'ensemble LI~
coulissant 2 et permettant d'une façon en soi connue une séparation par rapport à la poignée 1 pour un rechargement de la chambre.
l'ensemble poignée-mécanisme 1 comporte la poignée crosse proprement dite 4, une détente articulée 5 et repoussée par un ressort, une masse de percussion 6 repoussée vers l'avant par un ressort intérieur, un mécanisme de sûreté 7 d'un type quelconque en soi connu et, porté
par la gachette 5, une petite pièce en forme de fourche 8 suscepti~le de venir en prise contre un pion 9 lorsque celui-ci est translaté vers l'arrière.
Comme on le voit le pion 9 est solidaire d7une pièce coulissante 10 dont l'extrém:ité supérieure empêche la masse 6 d'être propulsée vers l'avant sous l'action de son ressort.
L'enveloppe 3 comporte une bague 11 maintenue à
l'intérieur de l'ensemble 1 et pré;entant un axe d'articu-lation vertical matérialisé par deux pivots 12 traversant une seconde bague 13 à laquelle fait suite une souille antérieure 14 à la partie antérieure de laquelle se trouve vissé un écrou 15 et, à l'intérieur de llécrou 15 une pièce tubulaire allongée 16.
L'ensemble coulissant 2 comporte, d'arrière en avant, une pièce arrière 17 avec un prolongement 18 susceptible de coopérer avec le dispositif de sécurité 7 d'une façon en soi connue, la pièce 10 étant montée coulissante dans la partie inférleure de cette pièce :l7.
La plèce 17 est rel:Lée à une culasse 18 en forrne ~e coupelle et présentant un percuteur 19 susceptible d~être actionné par la masse 6. A l'avant de la culasse 18 se trouve disposée une pièce 20 formant chambre de tir 21 à
la partie antérieure de laquelle se trouve vissée une ~ 6~
douille 22 comportant à son intérieur le canon 23 dont elle est solidaire. Comme on le voit le canon présente une partie arrière 24 légèrement conique, se rétrécissant vers l'arrière au voisinage de la pièce 20, et des évents 25 situés plus en avant. On comprend d'ailleurs que le canon peut être plus ou moins rapproché de la pièce 20 par rotation du canon dans le filetage de la pièce 22 ce qui permet de régler la puissance dè l'appareil.
Le canon 23 présente une âme interne 26 tout d'abord cylindrique et de grand diamètre et se prolongeant par un logement dans lequel se trouve introduit un amortisseur en élastomère 27 ayant sensiblement la forme d'un manchon. Le canon présente à sa partie antérieure un embout 28 relié à un ensemble de pièces 29 et présentant une partie émergeant à l'extérieur de la pièce 16, cette partie présentant un chanfrein terminal 3O. L'âme 26 se prolonge dans l'embout 2~ par une ~lme 31 de diamètre réduit et ayant une allure faiblement tronconique allant se rétrécissant vers l'avant.
On comprend que lorsqu'après avoir agi sur le mécanisme de sécurité 7, on appuie sur la face antérieure de l'embout 30, tout l'ensemble coulissant va coulisser à
l'intérieur de l'enveloppe en direction arrière.
L'amplitude de ce coulissement dépendra notamment de l'angle avec lequel l'appareil se trouve appliqué
contre une paroi destinée à recevoir la cheville. On comprend en erret que si l'appareil est appliqué perpelldicu-lairement contre cette paroi le mancnon 2~ peut etre repoussé
intégralement à l'intérieur de la pièce d'enveloppe 16.
Si par contre, l'appareil fait avec la perpendiculaire à
la paroi, un angle supérieur à un angle de tir limite choisi pour des questions de sécurité, l'embout 28 ne sera ~'736U~
pas complètement repoussé à l'intérieur de l'enveloppe 16 en appui et le coulissement de l'ensemble coulissant 2 se trouve donc limité interdisant le tir. A la fin d'un mouve ment de coulissement complet le pion 9 se sera engagé
entre les dents de la fourche de la pièce 8 et il sera alors possible en appuyant sur la détente 5 de ~aire coulisser vers le bas la pièce 10 ce qui libèrera la masse 6 et provo-quera la percussion et l'explosion.
Dans l'âme du canon peut se déplacer un piston-10 - poussoir 32 présentant une tête arrière de grand diamètre 33 munie à sa partie arrière d'un chanfrein tronconique 34 correspondant à la portée tronconique de l'extrémité 24 du canon. En outre, la tête 33 présente à sa partie arrière un prolongement 35 de ~aible diamètre et également tronconique qui permet une certaine canalisation des gaz et l'obturation partielle de la chambre 21. La t~te 33 se prolonge par un raccordement 36 se rétrécissant de facon parabolique et qui se prolonge, sans rupture de continuité, par une tige 37 faiblement conique et dont le diamètre se rétrécit en direction de l'extrémité 38, selon une conicité inférieure a 3%.
On comprend qu'au moment du tir le piston-poussoir 32 se trouve propulsé vers l'avant en étant guidé, à sa partie postérieure, par la partie 26 de l'âme du canon et en se déplacant, par sa partie antérieure dans la partie d7âme 31.
On a représenté sur la figure 2 la position terminale avancée de la tige 32 et l'on voit que dans cette position l'extrémité 3~ émerge faiblement de l'embout 2~.
On voit par ailleurs que la tiFe 37 vient s'appliquer, par sa surface, contre la surface également tronconique et se rétrécissant vers l'avant de l'âme 31 de sorte que la tige est empêchée de sortir notamment en cas de rupture ~ 6~-d du piston-poussoir. Par ailleurs 9 la tête 33 et la partie de raccordement parabolique 36 sont venues s'enfoncer dans le manchon amortisseur 27 qui se trouve écarte et comprimé
comme représenté sur le dessin. On comprend qu'à la fin du tir le manchon amortisseur 27, en se détendant, agit sur 1~ surface parabolique 3~ et sur la ti~e tronconique 37 pour repousser le piston-poussoir 32 vers l'arrière. I,e piston 32 étant ainsi re~eté vers l'arrière, son cone 34 vient au contact de la portée conique 24 de l'extrémité du canon 23 et en raison de l'an~le faible de ce cône la tete 33 reste maintenue coincée dans la position arrière repré-sentée sur la figure 1. Ce rappel peut également être effectué par un amortisseur de forme cylindrique.
On comprend par ailleurs qu'en cas de rupture du piston-poussoir la tige 37 reste prisonnière dans l'appareil puisqu'elle se trouve coincée par la surface interne tronconique de la partie de canal 31. ~lle ne peut donc pas sortir et accompagner- la cheville hors de l'appareil, contrairement aux appareils connus dont les ~; 20 tiges de pistons-poussoirs, en cas de rupture, peuvent ~..
être éJectés hors de l'appareil et causer des blessures en raison de leur importante énergie cinétique.
Par ailleurs~ le piston-poussoir selon l'invention présente, de facon surprenante, une résistance et une longévité bien supérieures à celles des appareils existants.
En effet, le travail du piston-poussoir s'effectue sous forme d'efforts de pression, par exemple en cas de frappe lorsque l'on essaie d'enroncer des élements dans du fer ou par lnertie dans le cas d'une rixation sur des éléments en béton ou en matériaux plus tendres. L'arret du piston-poussoir-peut s'effectuer soit au niveau de l'extrémité 3~ lorsque l'on travaille sur un matériau très ~3~
dur, soit au niveau de la tête 33 qui vient donc buter contre l'élément d'amortisseur. De fac,on classique le même piston-poussoir est amené à travailler alternativement des deux fac,ons précitées ce qui provoque des effets alternés au niveau des fibres métalliques ce qui facilite encore la rupture. L'expérience a montré que la forme tronconique de la tige de cheville permet une augmentation notable de la résistance, cette augmentation étant ren~ue encore ~lus importante lors de la présence d'un raccordement sensiblement parabolique entre la tige et la tête.
Par ailleurs, comme on le voit par exemple en se référant à la figure 7, la tige 37 de par sa forme tronconique3 ne se trouve pas guidée de fac,on rigide dans l'âme du canon mais peut au contraire présenter une certaine incli-naison grâce au débattement de la t;ige dans le canon.
Cette disposition, qui est en contradiction avec l'enseigne-ment de l'art antérieur qui prévoit; un guidage rigide, n'est aucunement genante darls le cas de la pénétration dans un matériau extrêmement dur comme du fer. En effet, les chevilles sont courtes et se recentrent suff:isamment à
temps vers la fin de la course du piston-poussoir pour être bien guidées. Dans le cas de chevilles plus longues utilisées pour l'implantation dans des matériaux tels que du béton, comme on le voit sur la fi~ure 7, cette possi-bilité de débattement de l'extrémité de la tige permet une modification légère du tra~et de la cheville. Dans le cas où la cheville, comme représerltee sur la fiF,ure 7, rencontre-rait dans le beton un fragrnent particulièremellt dur 3 elle peut alors dévier légèrement de sa tra~ectoire et pénétrer néanmoins dans le matériau pour s1y implanter de fa~on satisfaisante. Par contre, dans l'art antérieur lorsque la cheville guidée par un piston-poussoir rigidement ~ 736~
guidé lui-meme dans le canon, on constate dans un tel cas une déterioration de la che~ille à la suite de la resistance qu'elle est incapable de con-tourner, la fixation desiree n'etant alors pas realisee.
Cependant on comprend que la cheville se trouve nean-moins guidee par le canon de sorte que la cheville est simplement poussée par l'extramite anterieure du piston-poussoir sans etre logee dans cette extremite.
En se referant à la figure 3 on voit une va,riante de l'invention dans laquelle la tige de la masselotte presente une partie cylindrique 41 se raccordant en douceur à la partie 36 et se terminant par une partie relativement longue 42 de forme tron-conique et cooperant avec la surface intérieure tronconique d'un orifice traversant un embout 43 d'usage similaire à l'embout 28, la conicité de la surface de la partie 42 et de l'orifice tra-versant l'embout 43 étant inférieure à 3%.
En se réferant par contre à la figure 4 on voit une autre variante de l'invention dans laquelle la portion 36 se prolonge par une première partie de forme tronconique 44 se rac-cordant elle-meme par une petite portion plus tronconique 45 à
une portion cylindrique 46 separee d'une extremite cylindrique 47 du piston-poussoir par une nouvelle partie tronconique courte 48.
Là encore l'ensemble des portions coniques presente une longueur suffisante pour obtenir les proprietes de securite, de resis-tance et de guidage souple d'un element tel qu'une cheville.
En se referant a la figure 5 on voit une autre forme de realisation dans laquelle le piston-poussoir presente toujours une tête 33 avec un raccordement parabolique 36. Par contre la tige 49 du piston-poussoir presente une forme allongee cylindri-que se raccordant à une courte portion cylindrique anterieure 50de plus faible diamètre par une courte surface de butee tronco-nique 51. Cette 1~3~
surface de butée 51 coopère avec une surface 52 tronconique similaire de l'âme de l'embout 53 du canon. Ainsi, dans le cas d'une rupture du piston-poussoir, c'est tout au plus une faible partie du piston-poussoir correspondant à
l'extrémité 50 qui peut être amenée à se séparer de l'appa-reil, et ceci avec une faible probabilité car dans un tel mode de construction les ruptures les plus fréquentes ont lieu au niveau de la tige 49 elle-même.
En se référant à la figure 6 on voit une autre variante de cette seconde forme de réalisation dans laquelle le piston-poussoir présente une tige 54 s'étendant de façon généralement cylindrique avec un diamètre constant.
Cependant, la ti~e présente vers son extrémité un méplat relativement court 55 puis un second méplat moins importarlt mais plus allongé 56. Entre les méplats 55 et 56 se trouve disposé un épaulement radial 57 alors que le méplat 56 se termine, à son extrémité arrière, par un épaulement radial 5~
L'embout 5~ du canon de l'appareil comporte un pion cylindri~ue radial 60 disposé dans un orifice convenable de l'embout 59 et dépassant légèrement l'intérieur du canon de fac,on à former une surface de butée pour l'épaule-ment 57 lorsque le piston-poussoir 54 est propulsé vers sa position avancée. A l'intérieur du canon se trouve également disposé un second pion radial 61 de moindres dimensions suceptible de coopérer avec l'épaulement arrière 58 et - servant par ailleurs à immobiliser la masselotte en rotation.
Cependant la distance entre les pions 60 et 61 est infé-rieure à la distance entre les épaulements 57 et 58 de sorte que normalement l'épaulement 5~ ne vient jamais au contact du pion 61. Cependant s'il se produit une rupture au niveau du pion 60 le piston-poussoir poursuit sa course, ~ 36~
de raçon ralentie et se trouve arrête par butée la surface 58 contre la partie dépassante du pion 61.
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications sans pour cela s'éloigner nl de son cadre ni de son esprit.

Claims (2)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendique, sont définies comme il suit:

1. Appareil actionne par une charge de poudre, com-prenant un ensemble coulissant constitue d'un canon, d'un embout monte à l'une des extrémités du canon, d'une chambre des-tinée à recevoir une charge et montée à l'autre extrémité du canon, d'une culasse et de moyens de percussion pour mettre à
feu ladite charge située du côte de ladite chambre oppose audit canon, une masselotte montée coulissante dans ledit ensemble coulissant sous l'action des gaz produits dans ladite chambre par la mise à feu de la charge pour éjecter un élément dudit embout, et un corps tubulaire dans lequel ledit ensemble est monte cou-lissant, comportant, près de l'une de ses extrémités, une poi-gnée munie d'une détente, ladite masselotte comportant une tête et une tige, une surface de butée tronconique étant ménagée au moins à l'extrémité avant de la tige de la masselotte pour coopé-rer avec une surface de butée tronconique correspondante ménagée sur l'ensemble coulissant pour retenir dans cet ensemble la plus grande partie de la masselotte en cas de rupture de cette der-nière, caractérisé par le fait que la conicité desdites surfaces tronconiques est inférieure à 3%.

2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la surface de butée tronconique de la tige s'étend sur une partie substantielle de sa longueur.