Outil de pose d'éléments de fixation La présente invention a pour objet un outil de pose d'éléments de fixation comportant une partie cylindrique et un piston coulissant dans cette partie cylindrique entre des positions limites voisines des extrémités opposées de la partie cylindrique, l'action de pose des éléments de fixation étant assurée par le déplacement relatif de la partie cylindrique et du piston, ladite partie cylindrique étant reliée à un ensemble moteur fournissant une source de fluide sous pression pour entraîner le piston dans les deux sens.
Les outils de pose d'éléments de fixation tels que celui mentionné ci-dessus sont actionnés par un fluide et sont destinés à enfoncer des éléments de fixation du type comportant un goujon et une bague qui est sertie étroitement à froid dans des gorges de blocage ménagées dans le goujon. En conséquence, chaque outil comprend une enclume pouvant porter sur la bague et un ensemble de mâchoires pouvant s'en gager dans des gorges de traction prévues dans le goujon. Ou bien l'enclume, ou bien l'ensemble de mâchoires ou ces deux éléments sont déplacés de manière à déterminer un mouvement relatif des pièces en sens inverse. La structure servant à provoquer ce déplacement relatif comprend un cylindre formé dans l'outil ou pistolet et un piston monté dans le cylindre de manière à aller et venir dans celui-ci.
Lorsque le piston se déplace dans une première direc tion, l'enclume de l'outil et l'ensemble de mâchoires sont déplacés l'un par rapport à l'autre pour enfoncer l'élément de fixation. Le piston se déplace alors en sens inverse pour ramener l'enclume et l'ensemble de mâchoires dans leurs positions relatives où l'outil est réglé pour un autre enfoncement.
Dans les outils actuellement utilisés dans l'indus trie, les moyens servant à inverser le sens de la course du piston comprennent un mécanisme à soupape monté dans l'outil d'enfoncement. De ce fait, un tel outil est compliqué et lourd et il est sujet à de mauvais réglages mécaniques. En outre, du fait que les opérateurs de tels outils ne sont habituellement pas capables de les régler correctement, il en résulte un autre inconvénient dû à des réglages inutiles et mauvais exécutés par l'opérateur.
La présente invention vise à remédier à ces incon vénients et l'outil qui en fait l'objet est caractérisé par un dispositif à interrupteur de commande qui sert à commander l'ensemble moteur fournissant la source de fluide sous pression pour-entraîner le pis ton dans les deux sens, et par un dispositif qui est actionné par le déplacement du piston vers l'une des positions limites précitées, pour détendre la pres sion du fluide entraînant le piston jusqu'à ces posi tions limites.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'outil faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe verticale, faite sensible ment par 1-1 de la fig. 2, d'un ensemble moteur que comporte ladite forme d'exécution. La fig. 2 est une vue par-dessus de cet ensemble moteur.
La fig. 3 est une coupe horizontale par la ligne 3-3 de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 sont des coupes fragmentaires agrandies par les lignes 4-4 et 5-5 de la fig. 2.
La fig. 6 est une coupe horizontale par la ligne 6-6 de la fig. 1.
La fig. 7 est une vue fragmentaire en élévation latérale dé la partie inférieure de l'ensemble moteur. La fig. 8 est une coupe horizontale par la ligne 8-8 de la fi-. 1. Les fig. 9 et 10 sont des coupes fragmentaires agrandies respectivement par les lignes 9-9 et 10-10 de la fig. 2.
La fig. 11 est un schéma de câblage de l'ensemble moteur.
La fig. 12 est une vue en élévation latérale d'un outil d'enfoncement destiné à être utilisé avec l'en semble moteur illustré sur la fig. 1, certaines parties étant arrachées et d'autres étant illustrées en coupe pour la clarté de la représentation.
La fig. 13 est une coupe par la ligne 13-13 de la fig. 12.
La fig. 14 est une vue semblable à la fig. 12 d'une variante d'outil d'enfoncement comportant le même ensemble moteur que celui de la fig. 1.
La fig. 15 est une coupe par la ligne 15-15 de la fig. 14.
La fig. 16 est une vue fragmentaire en plan du canon de l'outil illustré sur la fig. 14.
La fig. 17 est une élévation d'une partie de l'outil représenté sur la fig. 14.
L'ensemble moteur représenté à la fig. 1 et dési gné d'une manière générale par 10 comprend une embase 12 portant un cylindre vertical 14. Un réser voir vertical 16 est monté sur l'extrémité supérieure du cylindre 14. Un chapeau ou couvercle 20, des tiné au réservoir 16, sert également à fixer un diaphragme flexible horizontal 18 au réservoir 16. Des boulons de liaison verticaux 22 s'étendent entre l'embase 12 et le couvercle 20 de manière à main tenir le cylindre 14, le réservoir 16 et le couvercle 20 verticalement sur l'embase 12.
Une poignée tubu laire circulaire 24 est fixée par des boulons 26 au couvercle 20 qui comporte une partie de portée 26a s'étendant vers le haut dans laquelle coulisse une tige tubulaire 28 fixée par son extrémité inférieure à une partie centrale du diaphragme 18. A son extré mité supérieure, la tige 28 porte une bague 27 pour vue d'un rebord annulaire 29 s'étendant vers le bas dont le rayon est égal à la distance entre un bouton de libération 31 d'un interrupteur de sécurité 25 et l'axe géométrique de la tige.
Le bouton 31 est monté sur un boîtier 33 qui supporte également un bouton 35 de remise à zéro pour l'interrupteur 25 qui est monté en dérivation d'une manière décrite par la suite.
L'embase creuse 12 sert de boîtier pour un ensemble de soupape 30 (fig. 8) qui comporte un solénoïde 32a monté dans un boîtier 32, et une soupape 34 actionnée par le solénoïde 32a quand il est excité. Une pièce fixe 36, raccordée à une canali sation d'admission d'air comprimé 38, comporte des passages d'air sensiblement parallèles 40, 42, 44, 46 et 48 pour une raison exposée par la suite.
Dans le cylindre 14 peut aller et venir vertica lement un piston creux 50 qui comporte une partie centrale tubulaire 52 pouvant coulisser verticalement sur un piston vertical 54 qui s'étend vers le bas à partir de la paroi inférieure 56 du réservoir 16 à laquelle il est fixé. La paroi inférieure 51 du piston 50 obture l'extrémité inférieure de la partie tubulaire 52 de manière à former une chambre de fluide 53 dans cette dernière entre l'extrémité inférieure du piston 54 et la paroi inférieure 51 du piston 50.
La soupape 34 peut se déplacer entre une pre mière position où elle est repoussée par un ressort et une seconde position où elle est amenée par le solénoïde 32a quand il est excité. Le passage 40 dans la pièce 36 pourvue de passages de soupape fait com muniquer la soupape 34 avec la canalisation d'air 38 dans les deux positions de la soupape. Quand la soupape 34 est dans la position où l'amène le ressort, le passage 44 communique, par la soupape 34, avec le passage d'admission d'air 40, et il com munique, par un passage 58 (fig. 4) ménagé dans les parois du cylindre 14 et du réservoir<B>16,</B> avec l'intérieur du cylindre 14 sur la face supérieure du piston 50.
Dans cette position de la soupape 34, le passage 46 qui communique avec un passage d'échap pement 47 ménagé dans la paroi du cylindre, com munique avec le cylindre 14 sous le piston 50, et les passages 42 et 48 sont obturés à l'endroit de la soupape 34. De ce fait, le piston 50 descend à l'inté rieur du cylindre 14.
Lorsque la soupape 34 est dans sa position déterminée par le solénoïde, les pas sages 44 et 46 sont obturés, le passage 42 commu nique avec la chambre de fluide 53 ainsi qu'avec un passage d'échappement 49 ménagé dans la paroi du cylindre, tandis que le passage 48 communique par la soupape 34 avec le passage d'admission 40 pour envoyer de l'air sous pression au cylindre 14 sous le piston 50, ce qui fait que ce dernier monte dans le cylindre 14.
La chambre 53 et les passages de mise en com munication pour le fluide sont pleins d'un fluide hydraulique, ce qui fait que lorsque l'air est envoyé au cylindre 14 sous la paroi inférieure 51 du piston 50 et que ce dernier s'élève dans le cylindre 14, le fluide est refoulé de la chambre 53 par un passage vertical 60 prévu dans le piston fixe 54, et par un passage horizontal 62 ménagé dans la paroi infé rieure 56 du réservoir jusqu'à un conduit flexible 64 à pression élevée monté sur le réservoir 16. Le conduit 64 est raccordé à un outil d'enfoncement, tel que ceux qui sont représentés sur les fig. 12 à 15, destiné à être actionné par l'ensemble moteur 10.
Quand le circuit du solénoïde 32a est ouvert, ce qui fait que l'air sous. pression est envoyé au cylindre 14 sur la face supérieure du piston 50, celui-ci est refoulé vers le bas dans ce cylindre, ce qui fait que l'air contenu dans une chambre annulaire 66 qui entoure le piston 50 est refoulé hors de celle-ci par un passage horizontal 68 ménagé dans la paroi du cylindre et est envoyé dans un conduit flexible 70 qui est également raccordé à l'outil d7en- foncement. Comme illustré sur la fig. 1,
le piston 50 comporte une partie supérieure 72 et une partie inférieure 74 de diamètre réduit par rapport à celle-ci, un épaulement horizontal 76 étant ménagé à la jonction de ces parties. Le cylindre 14 comporte des parties d'alésage 78 et 81 dont les diamètres cor respondent à ceux de ces parties et dans lesquelles coulissent les parties de piston 72 et 74. Lorsque le piston 50 descend, sa partie supérieure de plus grand diamètre 72 déplace le fluide contenu dans la cham bre annulaire 66 pour augmenter la pression du fluide et le refouler hors de la chambre 66 et du con duit 70.
On peut voir que lorsque la soupape 34 est dans la position où l'amène son solénoïde, l'air sous pres sion est envoyé à la face inférieure du piston 50 et est évacué à partir de la face supérieure pour refou ler le fluide sous pression dans le conduit 64. Grâce au rapport des surfaces des extrémités inférieures des pistons 50 et 54, le fluide est envoyé dans le con duit 64 sous une pression notable. Quand la sou pape 34 est ramenée dans la position où elle est sollicitée par son ressort, l'air sous pression est envoyé à la face supérieure du piston 50 et est évacué à partir de la face inférieure. Ainsi, le piston 50 est déplacé vers le bas pour refouler le fluide sous pression dans le conduit 70.
Cette pression dans ce conduit est plus faible que celle du conduit 64.
Le fluide sous pression plus élevée dans le con duit 64 sert à déplacer le piston monté dans l'outil d'enfoncement dans une direction d'enfoncement de l'élément de fixation, comme décrit en détail par la suite. Le fluide sortant du conduit 70 ramène le piston de l'outil à une position réglée en vue de l'en foncement suivant.
On a illustré, respectivement sur les fig. 12 et 14, deux outils d'enfoncement 150 et 200 qui sont destinés à être utilisés avec l'ensemble moteur 10. Du fait que les outils 150 et 200 sont classiques, en ce sens qu'ils comprennent l'enclume, la bague et la structure mécanique habituelles pour déplacer ces pièces l'une par rapport à l'autre, on ne décrira en détail par la suite que le mécanisme hydraulique et les interrupteurs de commande. L'outil 150 com porte un corps 152 comprenant une partie cylin drique 154 dans laquelle coulisse un piston 156.
Deux passages de fluide 158 et 160, ménagés dans la soupape 152 communiquent avec la partie cylindrique ou cylindre 154 sur ce qu'on appellera, pour la commodité de la description, respectivement la face inférieure<B>162</B> et la face supérieure 164 du piston 156. Les conduits flexibles 64 et 70 sont raccordés au corps 152 de manière à communiquer respectivement avec les passages 158 et 160. Par suite, quand le piston 50 est déplacé vers le haut pour refouler le fluide sous pression hors de l'en semble 10 par le conduit 64, ce fluide est envoyé au cylindre 154 pour exercer une force orientée vers le haut sur le piston 156 et actionner alors l'outil 150 pour enfoncer l'élément de fixation auquel l'outil est appliqué.
Un organe tubulaire 166 porté par le piston 156 se déplace vers le haut en même temps que celui-ci. L'organe tubulaire 166 porte un axe 170 faisant saillie radialement vers l'intérieur qui se déplace dans une rainure 174 formée dans une tige 172 action nant un interrupteur et coulissant dans l'organe tubu laire 166. Quand le piston 156 s'est déplacé vers le haut sur la distance nécessaire pour amener l'axe 170 à l'extrémité supérieure de la rainure 174, une nouvelle montée du piston élève la tige<B>172</B> pour ouvrir un interrupteur 136 relié à l'extrémité infé rieure de la tige.
Comme illustré sur la fig. 11, l'interrupteur 136 est monté dans un circuit général 130 qui comprend les conducteurs classiques Ll et L2, le solénoïde 32c, l'interrupteur de sécurité 25 pour le réservoir et un interrupteur 134 actionné par une gâchette 180 montée sur l'outil 150.
Au cours de l'enfoncement d'un élément de fixa tion, l'opérateur actionne la gâchette<B>180</B> pour fermer son interrupteur 134 et exciter le solénoïde 32a qui déplace alors la soupape 34 comme précédemment décrit, ce qui fait que l'ensemble 10 fonctionne pour déplacer le piston 156 de l'outil dans une direction d'enfoncement. A la fin de la course d'enfoncement du piston 156, l'interrupteur 136 est ouvert par la tige d'actionnement <B>172,</B> ce qui fait que le solénoïde 32a est automatiquement désexcité.
La soupape 34 est rappelée, et l'ensemble moteur 10 fonctionne pour refouler le fluide sous pression à travers le conduit 70 et le piston 50 afin de ramener le piston 156 de l'outil jusqu'à une position où il est prêt pour un nouveau fonctionnement du pistolet. Bien entendu, l'opérateur abandonne la gâchette 180 quand l'interrupteur 136 est ouvert, du fait qu'il est évident que le mouvement de l'outil 150 pour enfon cer un élément de fixation est terminé. Le retour du piston 156 dans une position où il porte contre la paroi inférieure 182 du cylindre a pour effet d'ame ner l'axe 170 contre la tige 172 à l'extrémité infé rieure de la rainure 174 et de déplacer la tige 172 vers le bas pour fermer de nouveau l'interrupteur 136.
L'outil d'enfoncement 200 comporte de même un corps 202 comprenant une partie cylindrique 204 dans lequel peut aller et venir un piston 206. Des passages 208 et 210 ménagés dans la poignée 209 de l'outil communiquent par d'autres passages 211 et 213, respectivement, avec les extrémités opposées de la partie cylindrique ou cylindre 204 et sont rac cordés aux conduits 64 et 70, respectivement.
Le piston 206 comporte un prolongement 240 s'étendant vers l'avant et disposé concentriquement dans un joint annulaire 242 monté dans le corps 202. Une glissière annulaire 244 destinée à la partie terminale intérieure tubulaire 246 d'un plongeur 248 d'éjection de chutes de goujons est formée dans le prolongement 240 par introduction d'un cylindre creux plus petit 250 dans une ouverture allongée du prolongement 240. Le plongeur 248 fait partie d'un dispositif accessoire, désigné dans son ensemble par 252, et monté de façon amovible à l'avant de l'outil 200 en vue de la pose d'éléments de fixation et de rivets du type comprenant un goujon de trac tion.
Le dispositif avant 252 comprend un canon 254 comportant une oreille radiale 256 logée dans une gorge 258 ménagée dans, le corps 202.
Un ressort 260 monté dans le cylindre 250 porte contre le plongeur 248 à l'extrémité avant de la partie tubulaire 246 et repousse le plongeur vers l'extérieur de l'outil jusqu'à une position d'arrêt dans laquelle un épaulement 262 ménagé sur le plongeur porte contre un épaulement 264 ménagé sur un sup port tubulaire à glissière 266 prévu pour le plon geur 248. Le support à glissière 266 est disposé dans un manchon d'actionnement 268 comportant à son extrémité avant ou extérieure une surface annulaire chanfreinée 270 qui porte contre une surface simi laire 272 d'un ensemble 274 de mâchoires annu laires pouvant s'épanouir et se contracter.
Une bague 278 supporte l'extrémité extérieure du support à glis sière 266 et porte contre l'extrémité intérieure de l'ensemble de mâchoires 274. Un ressort 280 s'étend entre la bague 278 et des oreilles annulaires 282 prévues sur l'extrémité intérieure du support à glis sière 266, et il repousse l'ensemble de mâchoires 274 axialement vers l'extérieur du manchon 268 pour maintenir les surfaces chanfreinées 270 et 272 en contact.
Une bague de retenue 284 montée dans une gorge 286, formée dans la surface intérieure du man chon 268, maintient l'ensemble de mâchoires 274, la bague 278 et son ressort associé 280, et le sup port à glissière 266 assemblés à l'intérieur du man chon 268, ce qui fait que tous ces éléments peuvent être maniés d'une seule pièce quand le dispositif avant 252 est démonté du corps 202 de l'outil.
Le canon 254 comporte à son extrémité avant ou extérieure une enclume démontable 290 qu'on peut remplacer quand elle est usée ou endommagée. Cette enclume comporte à son extrémité arrière un rebord longitudinal 292 qui s'ajuste autour du canon 254, et un épaulement 294 qui bute contre l'extré mité extérieure du canon 254. Le rebord 292 est radialement déporté de l'enclume 290 de manière à former un épaulement 296 qui s'étend radialement vers l'extérieur de la surface extérieure de l'enclume 290 pour une raison qu'on expliquera par la suite.
Des oreilles longitudinales 298, prévues sur l'extré mité extérieure du canon 254, s'ajustent dans des rainures 300 ménagées dans l'enclume 290 pour une position du canon à l'intérieur du rebord 292 de l'enclume. A leurs extrémités extérieures les oreilles 298 se terminent par des saillies 302 s'étendant radialement vers l'extérieur. Pour retenir l'enclume 290 sur le canon 254, une bague de retenue amovible 304 s'étend autour de celle-ci entre l'épaulement 296 de l'enclume et les saillies 302 du canon. Pour enlever l'enclume 290 afin de la remplacer, il suffit d'enlever la bague 302 et d'enlever l'enclume pour la séparer du canon.
Dans l'ensemble du dispositif avant 252 et du corps 202 de l'outil, l'extrémité intérieure du man chon d'actionnement 268 est vissée sur la partie ter minale extérieure 306 du prolongement de piston 240. Le canon 254 pénètre dans le corps d'outil 202 jusqu'à une position où il bute contre l'extré mité extérieure du joint 242, l'oreille 256 du canon étant disposée dans une rainure 308 ménagée dans le côté inférieur du canon 254. Lors de la rotation du canon, l'oreille de retenue 256 glisse jusque dans la gorge 258 qui se termine à ses extrémités à l'en droit de la rainure 308 et elle empêche le canon de se séparer du corps 202.
Un axe 310 repoussé par un ressort comporte une tête de plus grand diamètre 312 qui bute contre un axe 314 s'étendant dans la rainure 308 radialement vers l'extérieur de l'oreille 256, de manière à disposer 1a tête 312 aux extrémités de la gorge 258 et dans le trajet de l'oreille 256 afin que cette dernière ne puisse pas venir accidentellement dans la rainure 308, ce qui provoquerait l'enlèvement du canon 254. Pour enle ver le dispositif avant 252, il faut d'abord enfoncer à la main l'axe 310 jusqu'à ce que la tête 312 ne se trouve plus dans le trajet de l'oreille 256.
Au cours du fonctionnement de l'outil 200, quand le fluide sous pression est envoyé par le conduit 64 au passage 208, le piston 206 est déplacé vers l'ar rière en direction d'une paroi terminale 212 du cylindre, laquelle porte un axe 214 s'étendant vers une bille 216 portée sur le piston 206. Un ressort 218 sollicite la bille 216 vers une position de fer meture à l'une des extrémités d'un passage axial de fluide 220 ménagé dans le piston 206. Le passage 220 communique avec le passage 208 par des pas sages inclinés 222 ménagés dans le piston, quand la bille 216 s'écarte de son siège en comprimant le ressort 218.
Par suite, quand le piston 206 a été amené dans une position dans laquelle l'axe 214 écarte la bille 216 de son siège, l'opération d'enfoncement de l'outil est terminée, parce que le fluide provenant du pas sage 208 est simplement évacué par les passages 220 et 222 dans le passage 210 pour revenir dans l'en semble moteur 10. L'opérateur abandonne alors la gâchette 230 de l'outil, ce qui actionne un inter rupteur tel l'interrupteur 134 couplé en série avec le solénoïde 32a et a pour effet d'ouvrir l'interrupteur et de désexciter le solénoïde ; par suite, l'ensemble moteur 10 entre en action pour refouler le fluide sous pression par le conduit 70.
Au cas où une course totale du piston 206 n'est pas nécessaire pour poser l'élément de fixation, l'opérateur abandonne bien entendu la gâchette 230 dès que l'élément de fixa tion est posé.
Avant d'actionner la gâchette 230, on assemble le dispositif avant 252 avec un élément de fixation devant être posé de la manière usuelle, afin que la tige ou goujon de l'élément de fixation traverse axialement l'ensemble 274 de mâchoires pouvant être contracté, et le plongeur d'éjection 248 est repoussé vers l'intérieur pour comprimer le ressort 260. Le manchon 268 et l'ensemble de mâchoires 274 coopè rent pour d'abord saisir et ensuite tirer le goujon de l'élément de fixation lorsque le piston 206 se déplace vers la paroi de cylindre 212. La réaction à la force de traction appliquée sur le goujon de l'élément de fixation s'exerce par l'intermédiaire de l'enclume 290 sur la bague ou manchon de l'élément de fixation.
Quand le goujon est rompu, le plongeur 248 éjecte la chute du goujon, et le piston 206 déplace l'ensemble de mâchoires 274 et le manchon 268 jusqu'à une position où ils sont prêts pour une nouvelle opération de pose d'un élément de fixation. Une bague entretoise 320, placée sur l'extrémité exté rieure du manchon 268, empêche l'ensemble de mâchoires 274 d'être contracté -sur le plongeur 248.
Dans l'outil 200, l'interrupteur 136 qui est actionné par un piston et qui est nécessaire dans l'outil 150 est supprimé, l'outil 200 utilisant à sa place la soupape à bille 216 montée dans le piston 206.
La chambre 80 (fig. 1) formée dans le réservoir 16 entre le diaphragme 18 et la paroi inférieure 56 est pleine de fluide. Une chambre 82, formée entre le couvercle 20 et la face supérieure du diaphragme 18, communique par un passage horizontal 84 ménagé dans le couvercle 20 avec un passage vertical 86 traversant les parois du cylindre 14 et du réser voir 16 et communiquant à son extrémité inférieure avec. la canalisation d'admission d'air 38. En con- séquence, le diaphragme 18 est soumis à une pres sion d'air relativement constante grâce à laquelle ce diaphragme exerce une pression prédéterminée sur le fluide contenu dans la chambre 80, pour le main tenir de même à une pression constante prédéter minée.
La chambre 80 communique avec le passage horizontal 62 ménagé dans le réservoir 16, par l'in termédiaire de deux passages verticaux 88 et 90 et d'un passage horizontal 89 ménagé dans la partie extérieure 92 de plus grand diamètre de la paroi inférieure 56 du réservoir. Le passage 89 est aligné avec un évidement horizontal plus grand ménagé dans le réservoir et dans lequel est disposé un ensemble 94 à soupape d'arrêt classique. L'ensemble 94 com prend une soupape 98 qui est normalement main tenue contre un siège 108 ménagé dans le passage 89.
Quand la pression régnant dans le passage 90 dépasse une limite prédéterminée, la soupape 98 se déplace vers l'intérieur pour faire passer du fluide du passage 89 au passage 88 et de là dans la chambre 80. Le fluide continue à circuler tant que la pression régnant dans le passage 90 n'a pas été ramenée à une limite plus faible.
On voit donc que si la pression du fluide du passage 90, qui communique avec le fluide de la chambre 53, dépasse une valeur prédéterminée, l'en semble 94 à soupape d'arrêt unidirectionnelle fonc tionne pour laisser passer du fluide dans la chambre 80 qui se dilate pour recevoir ce fluide supplémen taire et détend la pression régnant dans la chambre 53 et les passages de communication de fluide.
Inversement, en cas de diminution du volume total de fluide dans la chambre 53 et dans les pas- sages de communication de fluide qui envoient le fluide sous pression élevée au piston de l'outil, la pression exercée par ce fluide sur un second ensemble 112 à soupape d'arrêt (fig. 10) monté sur le réser voir 16 diminue quand le piston 50 est dans la posi tion illustrée sur la fig. 1.
La. pression du fluide de la chambre 80 qui est sensiblement constante agit sur une soupape 110 de l'ensemble 112 à soupape d'arrêt unidirectionnelle pour déplacer la soupape 110 vers l'intérieur quand la pression diminue dans la chambre 53, afin de provoquer un écoulement de fluide, par un passage vertical 111 et un passage horizontal 109 ménagé dans la paroi inférieure 56 du réservoir, jusqu'à un passage vertical 113 ménagé dans le piston fixe 54. A son extrémité inférieure, le passage 113 communique avec la chambre 53.
La chambre 80 et l'ensemble 112 à soupape d'arrêt fonctionnent de ce fait pour fournir continuellement du fluide d'appoint à la chambre 53 afin d'y assurer un appoint de volume et un minimum de pression pour faire fonctionner l'outil d'enfoncement 150 ou 200.
Deux ensembles similaires 114 et 116 à soupape d'arrêt (fig. 5 et 9) sont montés dans la partie de paroi 92 du réservoir et communiquent respective ment par des passages 115 et 117 avec la chambre 66 pour y assurer respectivement une détente de pression et un volume d'appoint. Ainsi, la chambre 80 constitue une source de fluide pour maintenir un volume constant de fluide d'actionnement dans l'en semble moteur 10 et l'outil 150 ou 200 qui y est relié. La chambre 80 sert également à recevoir du fluide supplémentaire si la pression dans la chambre 53 ou dans la chambre 66 devient excessive.
On peut régler les ensembles 94 et 114 à soupape d'arrêt pour déterminer les pressions auxquelles les ensembles de soupape s'ouvriront pour provoquer la détente de pression désirée, et on peut régler de même les ensembles à soupape 112 et 116 pour déterminer les limites inférieures de pression dans les chambres 53 et 66.
Lorsque le fluide sort de la chambre 80, le diaphragme se déplace vers la paroi inférieure 56 du réservoir. La tige 28 et le rebord 29 de la bague sont déplacés de façon correspondante vers le cou vercle 20 jusqu'à ce que le rebord 29 porte contre le bouton 31 de libération d'interrupteur et ouvre l'interrupteur 25. Il faut alors remplir de nouveau la chambre 80 et remettre en position l'interrupteur 25 au moyen du bouton 35 avant de pouvoir faire fonctionner l'ensemble moteur 10. La description ci-avant permet de voir que lors que l'ensemble moteur 10 est utilisé, l'outil de pose des éléments de fixation, tel que l'un des outils illus trés, possède une structure simplifiée sans méca nismes de soupapes encombrants et lourds.
En outre, l'ensemble 10 assure un débit continu du fluide sous pression élevée nécessaire à l'outil d'enfoncement tout en réduisant au minimum les risques de fuite.
The present invention relates to a tool for installing fasteners comprising a cylindrical part and a piston sliding in this cylindrical part between limit positions adjacent to the opposite ends of the cylindrical part, the the action of fitting the fasteners being ensured by the relative movement of the cylindrical part and the piston, said cylindrical part being connected to a motor assembly providing a source of pressurized fluid for driving the piston in both directions.
Fastener setting tools such as the one mentioned above are fluid actuated and are intended for driving fasteners of the type having a stud and a ring which is cold crimped tightly into locking grooves provided. in the stud. Accordingly, each tool includes an anvil capable of bearing on the ring and a set of jaws capable of engaging in traction grooves provided in the stud. Either the anvil, or the set of jaws or these two elements are moved so as to determine a relative movement of the parts in the opposite direction. The structure for causing this relative movement comprises a cylinder formed in the tool or gun and a piston mounted in the cylinder to move back and forth therein.
As the piston moves in a first direction, the tool anvil and the jaw assembly are moved relative to each other to depress the fastener. The piston then moves in the opposite direction to return the anvil and the jaw assembly to their relative positions where the tool is set for further depression.
In the tools currently in use in the industry, the means for reversing the direction of the piston stroke include a valve mechanism mounted in the driving tool. Therefore, such a tool is complicated and heavy and it is subject to poor mechanical adjustments. Further, because the operators of such tools are usually not able to adjust them properly, another inconvenience results from unnecessary and poor adjustments performed by the operator.
The present invention aims to remedy these drawbacks and the tool which is the subject thereof is characterized by a control switch device which serves to control the motor assembly supplying the source of pressurized fluid to drive the udder. in both directions, and by a device which is actuated by moving the piston to one of the aforementioned limit positions, to relieve the pressure of the fluid driving the piston to these limit positions.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the tool forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a vertical section, made substantially by 1-1 of FIG. 2, of a motor assembly that comprises said embodiment. Fig. 2 is a view from above of this engine assembly.
Fig. 3 is a horizontal section taken through line 3-3 of FIG. 1.
Figs. 4 and 5 are fragmentary sections enlarged by lines 4-4 and 5-5 of FIG. 2.
Fig. 6 is a horizontal section taken on line 6-6 of FIG. 1.
Fig. 7 is a fragmentary side elevational view of the lower portion of the engine assembly. Fig. 8 is a horizontal section through the line 8-8 of the fi-. 1. Figs. 9 and 10 are fragmentary sections enlarged respectively by lines 9-9 and 10-10 of FIG. 2.
Fig. 11 is a wiring diagram of the motor assembly.
Fig. 12 is a side elevational view of a driving tool for use with the motor assembly illustrated in FIG. 1, some parts being broken away and others being shown in section for clarity of representation.
Fig. 13 is a section taken along line 13-13 of FIG. 12.
Fig. 14 is a view similar to FIG. 12 of a variant of a driving tool comprising the same motor assembly as that of FIG. 1.
Fig. 15 is a section taken along line 15-15 of FIG. 14.
Fig. 16 is a fragmentary plan view of the barrel of the tool illustrated in FIG. 14.
Fig. 17 is an elevation of part of the tool shown in FIG. 14.
The motor assembly shown in FIG. 1 and generally designated by 10 comprises a base 12 carrying a vertical cylinder 14. A vertical tank 16 is mounted on the upper end of the cylinder 14. A cap or cover 20, from the tiné to the tank 16, is used. Also to attach a horizontal flexible diaphragm 18 to the reservoir 16. Vertical connecting bolts 22 extend between the base 12 and the cover 20 so as to hand hold the cylinder 14, the reservoir 16 and the cover 20 vertically on the. base 12.
A circular tubular handle 24 is fixed by bolts 26 to the cover 20 which has an upwardly extending bearing part 26a in which slides a tubular rod 28 fixed at its lower end to a central part of the diaphragm 18. At its upper end, the rod 28 carries a ring 27 for view of an annular flange 29 extending downwards, the radius of which is equal to the distance between a release button 31 of a safety switch 25 and the axis geometric rod.
The button 31 is mounted on a housing 33 which also supports a reset button 35 for the switch 25 which is branched in a manner described later.
The hollow base 12 serves as a housing for a valve assembly 30 (Fig. 8) which has a solenoid 32a mounted in a housing 32, and a valve 34 actuated by the solenoid 32a when energized. A fixed part 36, connected to a compressed air intake duct 38, comprises substantially parallel air passages 40, 42, 44, 46 and 48 for a reason explained below.
In the cylinder 14 can move back and forth vertically a hollow piston 50 which has a tubular central part 52 slidable vertically on a vertical piston 54 which extends downward from the bottom wall 56 of the reservoir 16 to which it is fixed. The lower wall 51 of the piston 50 closes the lower end of the tubular part 52 so as to form a fluid chamber 53 in the latter between the lower end of the piston 54 and the lower wall 51 of the piston 50.
The valve 34 can move between a first position where it is pushed back by a spring and a second position where it is brought by the solenoid 32a when it is energized. The passage 40 in the part 36 provided with valve passages communicates the valve 34 with the air line 38 in the two positions of the valve. When the valve 34 is in the position where the spring brings it, the passage 44 communicates, through the valve 34, with the air intake passage 40, and it communicates, through a passage 58 (Fig. 4). formed in the walls of cylinder 14 and of reservoir <B> 16, </B> with the interior of cylinder 14 on the upper face of piston 50.
In this position of the valve 34, the passage 46 which communicates with an exhaust passage 47 formed in the wall of the cylinder, communicating with the cylinder 14 under the piston 50, and the passages 42 and 48 are closed off. position of the valve 34. As a result, the piston 50 descends inside the cylinder 14.
When the valve 34 is in its position determined by the solenoid, the wise steps 44 and 46 are closed, the passage 42 communicates with the fluid chamber 53 as well as with an exhaust passage 49 formed in the wall of the cylinder, while the passage 48 communicates through the valve 34 with the intake passage 40 to send pressurized air to the cylinder 14 under the piston 50, which causes the latter to rise in the cylinder 14.
The chamber 53 and the fluid communication passages are filled with hydraulic fluid, so that when air is sent to cylinder 14 under the bottom wall 51 of piston 50 and the latter rises in the cylinder 14, the fluid is discharged from the chamber 53 by a vertical passage 60 provided in the fixed piston 54, and by a horizontal passage 62 formed in the lower wall 56 of the reservoir to a flexible duct 64 at high pressure mounted on the reservoir 16. The duct 64 is connected to a driving tool, such as those shown in FIGS. 12 to 15, intended to be actuated by the motor assembly 10.
When the circuit of the solenoid 32a is open, causing the air to under. pressure is sent to the cylinder 14 on the upper face of the piston 50, the latter is forced down into this cylinder, so that the air contained in an annular chamber 66 which surrounds the piston 50 is forced out of it. this through a horizontal passage 68 formed in the wall of the cylinder and is sent into a flexible duct 70 which is also connected to the sinking tool. As illustrated in fig. 1,
the piston 50 comprises an upper part 72 and a lower part 74 of reduced diameter relative to the latter, a horizontal shoulder 76 being provided at the junction of these parts. The cylinder 14 has bore portions 78 and 81 whose diameters correspond to those of these portions and in which the piston portions 72 and 74 slide. As the piston 50 descends, its larger diameter upper portion 72 displaces the piston. fluid contained in the annular chamber 66 to increase the pressure of the fluid and force it out of the chamber 66 and the duct 70.
It can be seen that when the valve 34 is in the position where its solenoid brings it, the pressurized air is sent to the underside of the piston 50 and is discharged from the upper face to discharge the pressurized fluid. in the duct 64. Thanks to the ratio of the surfaces of the lower ends of the pistons 50 and 54, the fluid is sent into the duct 64 under a significant pressure. When the valve 34 is returned to the position where it is biased by its spring, the pressurized air is sent to the upper face of the piston 50 and is discharged from the underside. Thus, the piston 50 is moved downward to force the pressurized fluid into the conduit 70.
This pressure in this duct is lower than that of the duct 64.
The higher pressure fluid in the pipe 64 serves to move the piston mounted in the driving tool in a driving direction of the fastener, as described in detail hereinafter. The fluid leaving the conduit 70 returns the piston of the tool to a position set for the next drive.
It has been illustrated, respectively in FIGS. 12 and 14, two driving tools 150 and 200 which are intended for use with the motor assembly 10. Since the tools 150 and 200 are conventional, in that they include the anvil, the ring and the anvil. the usual mechanical structure for moving these parts relative to one another, only the hydraulic mechanism and the control switches will be described in detail later. The tool 150 com carries a body 152 comprising a cylindrical part 154 in which a piston 156 slides.
Two fluid passages 158 and 160, formed in the valve 152 communicate with the cylindrical part or cylinder 154 on what will be called, for the convenience of the description, the lower face <B> 162 </B> and the face respectively. upper 164 of piston 156. Flexible conduits 64 and 70 are connected to body 152 so as to communicate with passages 158 and 160, respectively. As a result, when piston 50 is moved upward to force pressurized fluid out of the tube. Apparently through conduit 64, this fluid is sent to cylinder 154 to exert an upwardly directed force on piston 156 and then actuate tool 150 to depress the fastener to which the tool is applied.
A tubular member 166 carried by the piston 156 moves upward at the same time as the latter. The tubular member 166 carries a radially inwardly projecting pin 170 which moves in a groove 174 formed in a rod 172 actuating a switch and sliding in the tubular member 166. When the piston 156 has moved upward the distance necessary to bring the pin 170 to the upper end of the groove 174, a further rise of the piston raises the rod <B> 172 </B> to open a switch 136 connected to the lower end upper stem.
As illustrated in fig. 11, the switch 136 is mounted in a general circuit 130 which comprises the conventional conductors L1 and L2, the solenoid 32c, the safety switch 25 for the tank and a switch 134 actuated by a trigger 180 mounted on the tool 150. .
During the depression of a fastening element, the operator actuates the trigger <B> 180 </B> to close his switch 134 and energize the solenoid 32a which then moves the valve 34 as previously described, which causes assembly 10 to operate to move tool piston 156 in a driving direction. At the end of the depressing stroke of the piston 156, the switch 136 is opened by the actuating rod <B> 172, </B> so that the solenoid 32a is automatically de-energized.
Valve 34 is recalled, and motor assembly 10 operates to force pressurized fluid through conduit 70 and piston 50 to return tool piston 156 to a position where it is ready for a new one. gun operation. Of course, the operator relinquishes trigger 180 when switch 136 is open, as it is evident that movement of tool 150 to embed a fastener is complete. The return of the piston 156 to a position where it bears against the lower wall 182 of the cylinder has the effect of bringing the axis 170 against the rod 172 at the lower end of the groove 174 and of moving the rod 172 towards down to close switch 136 again.
The driving tool 200 likewise comprises a body 202 comprising a cylindrical part 204 in which a piston 206 can move back and forth. Passages 208 and 210 formed in the handle 209 of the tool communicate via other passages 211 and 213, respectively, with the opposite ends of the cylindrical or cylinder part 204 and are connected to the conduits 64 and 70, respectively.
The piston 206 has an extension 240 extending forwardly and disposed concentrically in an annular seal 242 mounted in the body 202. An annular slide 244 for the tubular inner end portion 246 of a fall ejection plunger 248. of studs is formed in extension 240 by inserting a smaller hollow cylinder 250 into an elongated opening in extension 240. Plunger 248 is part of an accessory device, generally designated 252, and removably mounted to the front of the tool 200 with a view to installing fasteners and rivets of the type comprising a traction pin.
The front device 252 comprises a barrel 254 comprising a radial lug 256 housed in a groove 258 formed in the body 202.
A spring 260 mounted in the cylinder 250 bears against the plunger 248 at the front end of the tubular part 246 and pushes the plunger outwardly of the tool to a stop position in which a shoulder 262 formed on the plunger bears against a shoulder 264 formed on a tubular sliding support 266 provided for the plunger 248. The sliding support 266 is disposed in an actuating sleeve 268 having at its front or outer end a chamfered annular surface 270 which bears against a similar surface 272 of a set 274 of annular jaws capable of expanding and contracting.
A ring 278 supports the outer end of the slide support 266 and bears against the inner end of the jaw assembly 274. A spring 280 extends between the ring 278 and annular lugs 282 provided on the inner end. of the slide support 266, and it pushes the jaw assembly 274 axially outwardly of the sleeve 268 to keep the chamfered surfaces 270 and 272 in contact.
A retaining ring 284 mounted in a groove 286, formed in the interior surface of the sleeve 268, holds the jaw assembly 274, the ring 278 and its associated spring 280, and the slide holder 266 assembled inside. of the handle 268, so that all these elements can be handled in one piece when the front device 252 is disassembled from the body 202 of the tool.
The barrel 254 has at its front or outer end a removable anvil 290 which can be replaced when worn or damaged. This anvil comprises at its rear end a longitudinal rim 292 which fits around the barrel 254, and a shoulder 294 which abuts against the outer end of the barrel 254. The rim 292 is radially offset from the anvil 290 so as to forming a shoulder 296 which extends radially outwardly from the outer surface of the anvil 290 for a reason which will be explained later.
Longitudinal lugs 298, provided on the outer end of the barrel 254, fit into grooves 300 in the anvil 290 for a position of the barrel within the rim 292 of the anvil. At their outer ends, the ears 298 terminate in projections 302 extending radially outwards. To retain the anvil 290 on the barrel 254, a removable retaining ring 304 extends around it between the shoulder 296 of the anvil and the projections 302 of the barrel. To remove the anvil 290 for replacement, it suffices to remove the ring 302 and remove the anvil to separate it from the barrel.
Throughout the front device 252 and the tool body 202, the inner end of the actuating sleeve 268 is screwed onto the outer end portion 306 of the piston extension 240. The barrel 254 enters the body. tool 202 to a position where it abuts against the outer end of the seal 242, the lug 256 of the barrel being disposed in a groove 308 formed in the lower side of the barrel 254. During the rotation of the barrel, the retaining ear 256 slides into the groove 258 which terminates at its ends in line with the groove 308 and it prevents the barrel from separating from the body 202.
A spring-loaded pin 310 has a larger diameter head 312 which abuts against a pin 314 extending in the groove 308 radially outward from the lug 256, so as to dispose the head 312 at the ends of the lug. groove 258 and in the path of the ear 256 so that the latter cannot accidentally come into the groove 308, which would cause the removal of the barrel 254. To remove the front device 252, it is first necessary to push in the hand axis 310 until the head 312 is no longer in the path of the ear 256.
During the operation of the tool 200, when the pressurized fluid is sent through the conduit 64 to the passage 208, the piston 206 is moved rearwardly towards an end wall 212 of the cylinder, which carries a pin 214 extending towards a ball 216 carried on the piston 206. A spring 218 urges the ball 216 towards a closed position, at one end of an axial passage for fluid 220 formed in the piston 206. The passage 220 communicates with the passage 208 by wise inclined steps 222 formed in the piston, when the ball 216 moves away from its seat by compressing the spring 218.
As a result, when the piston 206 has been brought to a position in which the pin 214 moves the ball 216 away from its seat, the tool driving operation is complete, because the fluid from the step 208 is simply evacuated through the passages 220 and 222 in the passage 210 to return to the motor assembly 10. The operator then abandons the trigger 230 of the tool, which actuates a switch such as the switch 134 coupled in series with the solenoid 32a and has the effect of opening the switch and de-energizing the solenoid; consequently, the motor assembly 10 comes into action to deliver the pressurized fluid through the conduit 70.
In the event that a full stroke of the piston 206 is not necessary for fitting the fixing element, the operator of course abandons the trigger 230 as soon as the fixing element is fitted.
Before actuating the trigger 230, the front device 252 is assembled with a fixing element to be fitted in the usual manner, so that the rod or stud of the fixing element axially passes through the set 274 of contractable jaws. , and the ejection plunger 248 is pushed inward to compress the spring 260. The sleeve 268 and the jaw assembly 274 cooperate to first grasp and then pull the stud from the fastener when the piston 206 moves toward cylinder wall 212. The reaction to the tensile force applied to the stud of the fastener is exerted through the anvil 290 on the ring or sleeve of the fastener. fixation.
When the stud is broken, the plunger 248 ejects the drop of the stud, and the piston 206 moves the jaw assembly 274 and sleeve 268 to a position where they are ready for a new fitting operation. fixation. A spacer ring 320, placed on the outer end of the sleeve 268, prevents the jaw assembly 274 from being contracted on the plunger 248.
In tool 200, the switch 136 which is actuated by a piston and which is required in tool 150 is omitted, with tool 200 instead using the ball valve 216 mounted in piston 206.
The chamber 80 (Fig. 1) formed in the reservoir 16 between the diaphragm 18 and the bottom wall 56 is full of fluid. A chamber 82, formed between the cover 20 and the upper face of the diaphragm 18, communicates by a horizontal passage 84 formed in the cover 20 with a vertical passage 86 passing through the walls of the cylinder 14 and of the tank see 16 and communicating at its lower end with. the air intake line 38. Accordingly, the diaphragm 18 is subjected to a relatively constant air pressure whereby this diaphragm exerts a predetermined pressure on the fluid contained in the chamber 80, for the hand hold the same at a constant pressure predetermined.
The chamber 80 communicates with the horizontal passage 62 formed in the reservoir 16, by means of two vertical passages 88 and 90 and a horizontal passage 89 formed in the outer part 92 of larger diameter of the lower wall 56 of the tank. The passage 89 is aligned with a larger horizontal recess in the reservoir and in which is disposed a conventional shut-off valve assembly 94. The assembly 94 com takes a valve 98 which is normally hand held against a seat 108 formed in the passage 89.
When the pressure in passage 90 exceeds a predetermined limit, valve 98 moves inwardly to pass fluid from passage 89 to passage 88 and from there to chamber 80. Fluid continues to flow as long as pressure is maintained. reigning in passage 90 has not been reduced to a lower limit.
It can therefore be seen that if the pressure of the fluid of the passage 90, which communicates with the fluid of the chamber 53, exceeds a predetermined value, the assembly 94 with the one-way shut-off valve operates to allow fluid to pass into the chamber 80. which expands to receive this additional fluid and relieves pressure in chamber 53 and the fluid communication passages.
Conversely, in the event of a decrease in the total volume of fluid in chamber 53 and in the fluid communication passages which send the fluid under high pressure to the piston of the tool, the pressure exerted by this fluid on a second assembly 112 with stop valve (fig. 10) mounted on the tank see 16 decreases when the piston 50 is in the posi tion shown in fig. 1.
The fluid pressure of the chamber 80 which is substantially constant acts on a valve 110 of the one-way stop valve assembly 112 to move the valve 110 inward as the pressure decreases in the chamber 53, to cause a flow of fluid, through a vertical passage 111 and a horizontal passage 109 formed in the lower wall 56 of the reservoir, to a vertical passage 113 formed in the fixed piston 54. At its lower end, the passage 113 communicates with the chamber 53.
Chamber 80 and shutoff valve assembly 112 therefore function to continuously supply makeup fluid to chamber 53 to provide therein a makeup volume and minimum pressure to operate the tool. 'sag 150 or 200.
Two similar assemblies 114 and 116 with stop valves (fig. 5 and 9) are mounted in the wall part 92 of the tank and communicate respectively through passages 115 and 117 with the chamber 66 in order to respectively provide pressure relief therein. and an extra volume. Thus, the chamber 80 constitutes a source of fluid for maintaining a constant volume of actuating fluid in the motor assembly 10 and the tool 150 or 200 which is connected thereto. Chamber 80 also serves to receive additional fluid if the pressure in chamber 53 or in chamber 66 becomes excessive.
The shutoff valve assemblies 94 and 114 can be adjusted to determine the pressures at which the valve assemblies will open to cause the desired pressure relief, and the valve assemblies 112 and 116 can be adjusted similarly to determine the limits. lower pressure in chambers 53 and 66.
As the fluid exits the chamber 80, the diaphragm moves towards the bottom wall 56 of the reservoir. The rod 28 and the flange 29 of the ring are moved correspondingly towards the cover 20 until the flange 29 bears against the switch release button 31 and opens the switch 25. It is then necessary to fill with. again the chamber 80 and put the switch 25 back in position by means of the button 35 before being able to operate the motor assembly 10. The above description shows that when the motor assembly 10 is used, the tool for installing fasteners, such as one of the tools illustrated, has a simplified structure without bulky and heavy valve mechanisms.
In addition, assembly 10 provides a continuous flow of high pressure fluid required by the driving tool while minimizing the risk of leakage.