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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.
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-~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.
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..~....,~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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36~
~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
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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,
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~ 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.
