FR2741561A1

FR2741561A1 - Appareil de scellement actionne par l'energie de la poudre

Info

Publication number: FR2741561A1
Application number: FR9614447A
Authority: FR
Inventors: Anton Hirtl
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1997-05-30
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: FR2741561B1; JPH09174458A; DE19544104A1; US5732869A

Abstract

L'appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre sert à enfoncer des goujons, des clous et analogues dans des matériaux de réception durs. Il comprend un carter (1), un guide de piston (2) avec un logement de cartouche (6), disposé dans le carter (1) et déplaçable dans le sens axial, un piston-poussoir (4) axialement déplaçable dans un alésage de guide (5) du guide de piston (2), un guide de percuteur (3) déplaçable parallèlement à la direction de pose, et une masse d'inertie (12) coopérant avec un élément de réglage (17) servant à régler la puissance.

Description

1 2741561

APPAREIL DE SCELLEMENT ACTIONNE PAR L'ENERGIE DE LA

POUDRE

L'invention concerne un appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre pour la pose de goujons, de clous et analogues dans des matériaux de réception durs, comprenant un carter, un guide de piston avec un logement de cartouches disposé à l'intérieur du carter et déplaçable dans le sens axial, un piston propulseur pouvant être déplacé axialement dans un alésage de guidage du guide de piston, et un guide de percuteur qui fait suite au guide de piston dans le sens opposé à

la direction de pose.

Dans EP 0 467 834 BI, par exemple, est décrit un appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre et destiné à enfoncer des éléments de fixation, par exemple des clous, des goujons ou analogues dans des matériaux de réception durs. L'appareil de scellement comprend un carter avec une poignée, un

commutateur de manoeuvre disposé dans la poignée, un guide de piston, un piston-

poussoir déplaçable dans un alésage de guidage du guide de piston, un élément d'embouchure se raccordant au guide de piston du côté direction de pose, et un guide de percuteur avec un mécanisme de mise à feu, le guide de piston et le guide de percuteur pouvant être déplacés axialement par rapport au carter. Le guide de 2 0 percuteur peut être déplacé dans le sens opposé à la direction de pose, contre la force

d'un ressort de compression qui prend appui sur le carter.

Dans une section terminale du guide de piston tournée vers le guide de percuteur est disposé un logement de cartouche qui sert à recevoir une charge

2 2741561

propulsive. Le mécanisme de mise a feu placé dans le guide de percuteur comprend un percuteur qui, lors d'un déplacement axial du guide de piston est mis en précontrainte dans le sens opposé à la direction de pose. Un élément de ressort coopérant avec le percuteur est alors comprimé. Lors de l'actionnement du commutateur de manoeuvre, le percuteur mis en précontrainte est libéré et accéléré en direction de la charge

propulsive en la mettant à feu au moment de l'entrée en contact avec celle-ci.

Les gaz de propulsion accélèrent le guide de piston ainsi que le guide de percuteur dans le sens opposé à la direction de pose, et le pistonpoussoir dans l'alésage de guidage, dans la direction de pose, de sorte qu'il enfonce un élément de fixation placé dans la partie d'embouchure de l'appareil de scellement, dans le matériau de réception. La force de recul agissant sur la poignée est amortie par le

ressort de compression disposé entre le guide de percuteur et le carter.

Selon la solidité du matériau de réception, des énergies d'enfoncement variables sont nécessaires pour l'obtention d'une profondeur de pénétration désirée de l'élément de fixation. L'adaptation de l'énergie d'enfoncement peut se faire par l'utilisation de cartouches de puissance variable ou par l'utilisation d'un réglage de la puissance. Dans les deux cas, l'adaptation dépend cependant de l'habileté de l'opérateur. Une puissance trop forte a pour effet que l'élément de fixation pénètre trop profondément dans le matériau de réception ou bien qu'il traverse un matériau de 2 0 réception mince à une grande vitesse. Il en résulte un risque de blessure accru pour les

personnes présentes derrière le matériau de réception mince.

L'invention a pour objet de créer un appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre qui assure une grande sécurité indépendamment de

l'habileté de l'opérateur et peut être réalisé de manière économique.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il est prévu une masse

d'inertie qui coopère avec un élément de réglage servant à régler la puissance.

L'appareil de scellement selon l'invention, actionné par l'énergie de la poudre, comprend pour le réglage de la puissance, un élément de réglage coopérant avec une masse d'inertie et assurant, par exemple en cas d'utilisation de cartouches trop puissantes, l'évacuation partielle de l'énergie excédentaire et respectivement de la pression de la charge propulsive dans l'atmosphère. De ce fait, le piston-poussoir est accéléré moins fortement et l'élément de fixation est enfoncé à la profondeur de

pénétration désirée dans le matériau de réception.

3 2741561

L'élément de réglage est actionné à l'aide de la masse d'inertie qui, lors d'une opération de scellement, est accélérée par exemple parallèlement à la direction

de pose.

Pour qu'une adaptation de l'élément de réglage puisse être réalisée au moyen de la masse d'inertie, il est avantageux qu'un élément de manoeuvre coopère

avec l'élément de réglage.

L'élément de manoeuvre est avantageusement réalisé sous la forme d'une broche, ladite broche présentant un filetage à pas rapide pour l'accouplement avec la masse d'inertie. Une accélération axiale de la masse d'inertie provoque une 1 0 rotation de la broche. Ce mouvement de rotation sert à régler l'élément de réglage. La

pente du filetage à pas rapide est par exemple de 50 à 70 .

Pour que la broche ne tourne pas lors d'un rappel de la masse d'inertie dans sa position de départ, la broche est avantageusement soumise à l'action d'un élément de friction. La force de frottement alors produite agit dans le sens opposé à la rotation de la broche, ce qui entraîne une rotation de la masse d'inertie par rapport à

la broche lorsque celle-ci est ramenée dans sa position de départ.

La masse d'inertie peut avantageusement être déplacée contre la force d'un élément de ressort. Lors d'une opération de pose, la masse d'inertie accélérée dans une direction orientée parallèlement à la direction de pose met en précontrainte un élément de ressort lequel ramène à son tour ladite masse d'inertie dans sa position

de départ une fois la pose terminée.

L'évacuation de l'énergie excédentaire et respectivement d'une partie des gaz propulseurs dans l'atmosphère se fait avantageusement au moyen d'un élément de réglage qui est réalisé sous la forme d'un coulisseau coopérant avec un orifice d'évacuation de l'alésage de guidage. Le coulisseau peut par exemple présenter la forme d'une tige qui peut être déplacée axialement dans un alésage de réception orienté sensiblement perpendiculairement à l'orifice d'évacuation. La partie de la tige qui traverse l'orifice d'évacuation au moins en partie peut présenter un contour extérieur effilé de façon à obtenir une variation de l'ouverture libre de l'orifice

d'évacuation lorsque la tige est déplacée axialement.

Pour que l'élément de réglage soit actionné lors du déplacement axial du guide de percuteur, il est avantageux que la broche soit montée de façon à pouvoir

4 2741561

tourner librement sur un guide de percuteur déplaçable parallèlement à la direction de pose. Pour des appareils de scellement actionnés par l'énergie de la poudre munis d'un guide de piston mobile dans le sens axial, le guide de piston et le guide de percuteur sont accélérés à chaque opération de scellement, dans le sens opposé à la direction de pose. Le guide de piston et le guide de percuteur coopèrent alors avec un

élément amortisseur monté entre le guidage de percuteur et le carter.

Lors d'une pose normale, la masse constituée par le guide de piston et le guide de percuteur comprime l'élément amortisseur très fortement au moment de l'impact en détruisant une très grande quantité d'énergie cinétique. Lorsque l'élément amortisseur se détend à nouveau, le guide de piston et le guide de percuteur sont déplacés dans la direction de pose. La vitesse de déplacement est alors tellement faible qu'il n'y a pas de déplacement axial de la masse d'inertie par rapport au guide de percuteur. Lors d'une pose avec une énergie trop importante, le piston-poussoir accéléré par exemple dans la direction de pose arrive dans la région d'un frein de piston communiquant avec le guide de piston. Le frein de piston empêche une accélération du guide de piston dans le sens opposé à la direction de pose, de telle sorte que seul le guide de percuteur est accéléré dans le sens opposé à la direction de 2 0 pose. Etant donné que le guide de percuteur a une masse relativement faible, celle-ci est très fortement accélérée au moment de l'impact sur l'élément amortisseur. La vitesse de déplacement du guide de percuteur est alors tellement élevée que la masse d'inertie est déplacée axialement par rapport au guide de percuteur et que la tige est

déplacée axialement par rapport à l'orifice d'évacuation.

Pour obtenir l'actionnement de l'élément de réglage lorsque le carter de l'appareil de pose actionné par l'énergie de la poudre subit un choc en retour, il est avantageux que la broche soit montée sur le carter de façon à pouvoir tourner librement. L'élément de réglage et respectivement la broche peuvent être actionnés manuellement si une roue de réglage est avantageusement couplée avec la broche. La roue de réglage solidarisée avec la broche permet un réglage manuel de la broche. Pour que la roue de réglage puisse être manoeuvrée à l'extérieur du carter,

2741561

ladite roue de réglage dépasse au moins partiellement du contour extérieur de

l'appareil de pose.

La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre

d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente, schématiquement, un appareil de scellement selon l'invention actionné par l'énergie de la poudre; la figure 2 représente, a plus grande échelle, une vue en coupe de la partie arrière de l'appareil de scellement suivant la fig. 1

la figure 3 représente un autre appareil de scellement selon l'invention.

La fig. 1 montre un appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre pour l'enfoncement de goujons, de clous et analogues dans des matériaux de réception durs non représentés. L'appareil de scellement comprend un carter 1 et un guide de goujons 20 servant à recevoir un élément de fixation pas non plus représenté, qui peut être déplacé dans le sens axial par rapport au carter 1 et dépasse axialement de l'extrémité libre du carter 1 située du côté pose. Une poignée 9 munie d'un commutateur de manoeuvre 10 est disposée dans une région postérieure du carter 1, en face du guide de goujons 20. Dans la région d'une ouverture du carter 1, on

remarque une roue de réglage 13 et une masse d'inertie 12.

Le carter 1 représenté à plus grande échelle dans la fig. 2, abrite un guide de piston 2 axialement mobile par rapport au carter 1, avec un logement de cartouche 6, un piston-poussoir 4 axialement déplaçable dans un alésage de guide 5 du guide de piston 2, un orifice d'évacuation 7 disposé entre le piston-poussoir 4 et le logement de cartouche 6 dans le guide de piston 2 et communiquant avec l'atmosphère et orienté sensiblement perpendiculairement à l'alésage de guide 5, et un élément de réglage 17 sous la forme d'une tige effilée dans la direction de pose qui permet de modifier l'aire de section de l'orifice d'évacuation 7. La tige peut être déplacée axialement dans un alésage de réception 8 orienté perpendiculairement à l'orifice d'évacuation 7 et parallèlement à l'alésage de guidage 5 et traverse l'orifice

d'évacuation 7 au moins avec sa section conique.

Un guide de percuteur 3 qui se raccorde au guide de piston 2 dans le sens opposé à la direction de pose, peut, lui aussi, être déplacé axialement par rapport au carter 1. Sur le guide de percuteur 3 est montée de manière tournante une broche

6 2741561

Il. Une masse d'inertie 12 montée sur la broche 11 est solidarisée en rotation avec ladite broche 1 1 par l'intermédiaire d'un filetage à pas rapide à droite 15. Le filetage à

pas rapide 15 présente alors un angle de 60 .

Le guide de percuteur 3 présente dans une section terminale opposée à la direction de pose, une première zone d'appui qui reçoit une extrémité libre de la broche 11 orientée dans le sens opposé à la direction de pose. Dans la région de cette première zone d'appui est disposé un élément de friction 16 sollicité par un ressort 19, qui appuie radialement contre l'extrémité libre de la broche 11 pour que ladite broche 1 l ne puisse pas tourner facilement. Entre une surface d'arrêt dans la région de la première zone d'appui orientée dans la direction de pose et la masse d'inertie 12 est disposé un élément de ressort 14 qui pousse la masse d'inertie 12 contre une roue de réglage 13 solidaire en rotation avec la broche 11. Une seconde zone d'appui du guide de percuteur 3 sert, elle aussi, à recevoir la broche 11. Cette zone d'appui se situe entre la roue de réglage 13 et une extrémité libre de la broche 11 orientée dans la direction de pose. Cette extrémité libre de la broche I 1 porte un filet extérieur à pas à

droite et coopère avec un filet intérieur conjugué de l'élément de réglage 17.

Si l'appareil de scellement selon l'invention est actionné avec une énergie trop importante, le piston-poussoir 4 est ralenti avec un frein de piston non représenté. Le guide de piston 2 initialement accéléré par la pression des gaz 2 0 propulseurs dans le sens opposé à la direction de pose est ainsi empêché de poursuivre son déplacement axial, de sorte que seul le guide de percuteur 3 est accéléré dans le sens opposé à la direction de pose et heurte un élément amortisseur 18 disposé dans le guidage de percuteur 3. Lorsque le guide de percuteur 3 rebondit de l'élément amortisseur 18, la masse d'inertie 12 se déplace dans le sens opposé à la direction de pose en comprimant au moins en partie l'élément de ressort 14. Du fait de la masse importante de la masse d'inertie 12, ce n'est pas la masse d'inertie 12 qui tourne par rapport à la broche 11, mais la broche 11 qui tourne par rapport à la masse d'inertie 12. I en résulte une rotation à droite de la broche 11 et un déplacement axial de l'élément de réglage 17 dans le sens opposé à la direction de pose. De ce fait, la section libre de l'orifice d'évacuation 7 augmente, de sorte qu'une partie des gaz propulseurs peut passer librement dans l'atmosphère au cours du processus de pose consécutif

7 2741561

Le déplacement en arrière de la masse d'inertie 12 est obtenu à l'aide de l'élément de ressort 14 comprimé. Etant donné que ce déplacement en arrière se fait de manière relativement lente et que la broche 11 ne peut être tournée facilement en raison de l'élément de friction 16, la masse d'inertie 12 tourne le long du filetage à pas rapide 15 par rapport à la broche 11 jusqu'à ce que la masse d'inertie 12 ait à

nouveau atteint sa position de départ.

Un actionnement manuel de la roue de réglage 13 provoque un déplacement axial de l'élément de réglage 17. Un ressort de pression disposé entre le guide de percuteur 3 et une surface d'arrêt du carter 1 orientée dans la direction de pose sert à ramener le guidage de percuteur 3 dans sa position de départ, une fois l'opération de scellement terminee. Dans la position de départ, le guide de percuteur prend appui sur une butée du carter située entre le guide de piston et le guide de

percuteur 3.

Le carter 21 représenté à plus grande échelle dans la fig. 3 abrite un guide de piston 22 avec un logement de cartouche 26, axialement déplaçable par rapport au carter 21, un piston-poussoir 24 axialement déplaçable dans un alésage de guidage 25 du guide de piston 22, un orifice d'évacuation 27 communiquant avec l'atmosphère disposé dans le guide de piston 22, entre le piston-poussoir 24 et le logement de cartouche 26, et orienté sensiblement perpendiculairement à l'alésage de guidage 25, et un élément de réglage 37 sous la forme d'une tige effilée dans la

direction de pose, qui permet de varier l'aire de section de l'orifice d'évacuation 27.

La tige est disposée de manière à pouvoir être déplacée axialement dans un alésage de réception 28 orienté perpendiculairement à l'orifice d'évacuation 27 et parallèlement à l'alésage de guidage 25, et il traverse l'orifice d'évacuation 27 au moins avec sa

section terminale conique.

Dans le sens opposé à la direction de pose, le guide de piston 22 est suivi d'un guide de percuteur 23. Une broche 31 est montée de manière tournante sur le carter 21. Une masse d'inertie 32 montée sur la broche 31 est solidarisée en rotation avec ladite broche 31 par l'intermédiaire d'un filetage à pas rapide à gauche

35. Le filetage à pas rapide 35 présente alors un angle de 60 .

Le carter 21 comporte dans une partie terminale opposée à la direction de pose, une première zone d'appui qui reçoit de manière tournante une extrémité libre de la broche 31 opposée à la direction de pose. Dans la région de cette première

8 2741561

zone d'appui est disposé un élément de friction 36 sollicité par un ressort 39, qui pousse radialement contre l'extrémité libre de la broche 31 pour que ladite broche 31 ne puisse être tournée facilement. Une seconde zone d'appui du carter 21 sert, elle aussi, à la réception tournante de la broche 31. Entre la seconde zone d'appui du carter 21 et la masse d'inertie 32 est disposée une roue de réglage 33 solidarisée en

rotation avec la broche 31.

Entre une surface d'arrêt de la roue de réglage 33 orientée dans le sens opposé a la direction de pose et la masse d'inertie 32 est disposé un élément de ressort 34 qui pousse la masse d'inertie 32 contre la première zone d'appui du carter 21. L'extrémité libre de la broche 31 située du côté direction de pose est munie d'un filet extérieur à droite et coopère avec un filet intérieur conjugué de l'élément de

réglage 37.

Un actionnement de l'appareil de scellement selon l'invention avec une énergie trop importante a pour effet que la force de recul accélère le carter 21 très rapidement dans le sens opposé à la direction de pose. Il se produit alors un déplacement de la masse d'inertie 32 dans la direction de pose qui provoque la compression au moins partielle de l'élément de ressort 34. Du fait de la grande masse de la masse d'inertie 32, ce n'est pas la masse d'inertie 32 qui tourne par rapport à la broche 31, mais la broche 31 qui tourne par rapport à la masse d'inertie 32. Il en résulte une rotation à droite de la broche 31 et un déplacement axial de l'élément de réglage 37 dans le sens opposé à la direction de pose. De cette manière, la section libre de l'orifice d'évacuation 27 augmente, de sorte qu'une partie des gaz propulseurs peut passer librement dans l'atmosphère au cours du processus de pose consécutif. Un déplacement en arrière de la masse d'inertie 32 est obtenu à l'aide de l'élément de ressort 34 comprimé. Etant donné que le déplacement en arrière se fait de manière relativement lente, et que la broche 31 ne peut être tournée facilement en raison de l'élément de friction 36, il se produit une rotation de la masse d'inertie 32 le long du filetage à pas rapide 35 par rapport à la broche 31 jusqu'à ce que la masse

d'inertie 32 ait à nouveau atteint sa position de départ.

Un actionnement manuel de la roue de réglage 33 permet d'obtenir un

déplacement axial de l'élément de réglage 37.

9 2741561

Claims

REVENDICATIONS

1. - Appareil de scellement actionné par l'énergie de la poudre pour l'enfoncement de goujons, de clous et analogues dans des matériaux de réception durs, comprenant un carter (1, 21), un guide de piston (2, 22) avec un logement de cartouche (6, 26), disposé dans le carter (1, 21) et déplaçable dans le sens axial, un piston-poussoir (4, 24) axialement déplaçable dans un alésage de guidage (5, 25) du guide de piston (2, 22), et un guide de percuteur (3, 23) se raccordant au guide de piston (2, 22) dans le sens opposé a la direction de pose, c a r a c t é r i s é e n ce qu'il comprend une masse d'inertie (12, 32) qui coopère avec un élément de réglage

(17, 37) servant à régler la puissance.

2. - Appareil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse d'inertie (12, 32) coopère avec l'élément de réglage (17, 37) par

l'intermédiaire d'un élément de manoeuvre.

3. - Appareil de scellement selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'élément de manoeuvre est une broche (I 1, 31), ladite broche (11, 31) portant

un filetage à pas rapide (15, 35) pour l'accouplement avec la masse d'inertie (12, 32).

4. - Appareil de scellement selon la revendication 3, caractérisé en ce

qu'un élément de friction (16, 36) agit sur la broche (11, 31).

5. - Appareil de scellement selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que la masse d'inertie (12, 32) peut être déplacée contre la force

d'un élément de ressort (14, 34).

6. - Appareil de scellement selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que l'élément de réglage (17, 37) est un coulisseau qui coopère avec

un orifice d'évacuation (7, 27) de l'alésage de guidage (5, 25).

7. - Appareil de scellement selon l'une des revendications 3 à 6,

caractérisé en ce que la broche (11) est montée de manière à pouvoir tourner librement sur un guide de percuteur (3) déplaçable parallèlement à la direction de pose.

8. - Appareil de scellement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un élément amortisseur (18) est disposé entre le guide de percuteur (3) et le carter (1).

9. - Appareil de scellement selon l'une des revendications 3 à 6,

caractérisé en ce que la broche (31) est montée sur le carter (2 1) de manière à pouvoir

tourner librement.

10. - Appareil de scellement selon l'une des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce qu'une roue de réglage (13, 23) est couplée avec la broche (11, 31).