Brevet FR2839915A1 — publié le 20031128

exemple un collier de serrage. Outil de scellement entrane par la detente de gaz La presente demande de brevet concerne un outil de scellement entra1ne par la detente de gaz pour l'enfoncement d' elements de fixation, tels que clous, goujons, broches ou analogues, dans un support, comprenant un carter et, dispose a l'interieur, un mecanisme de scellement par l'intermediaire duquel un element de fixation est enforce dans un support en un point de scellement lorsqu'un utilisateur declenche une operation de scellement a l' aide d' au moins un commutateur, et comprenant une source de courant pour l'alimentation d'organes utilisateurs electriques sur l'outil de scellement. Des outils de scellement de ce type peuvent etre actionnes a ['aide de combustibles mais aussi par l'intermediaire de moyens d'entrainement pneumatiques, mecaniques ou electrogneumatiques. La plupart du temps, les outils de scellement de ce type comprennent aussi des elements structurels electroniques tels que par exemple soupapes a commande electronique, dispositifs d'allumage, ventilateurs, etc. Ces elements structurels et leurs dispositifs de commande doivent etre alimentes en courant, une independence par rapport au secteur etant par ailleurs souhaitable. On connalt, du document US 4 403 722, un outil de scellement a actionnement par gaz, dans lequel le melange d' air et de gaz combustible present dans le compartiment de combustion est homogeneise avant l'allumage a ['aide d'un ventilateur a entralnement electrique. Pour l'alimentation en courant du moyen d'entralnement du ventilateur et de son dispositif de commande, il est prevu ici un accumulateur NiCd. Un grand inconvenient de ce type d'alimentation en courant est la capacite techniquement limitee de l'accumulateur NiCd. D'autres accumulateurs utilisables possedant de meilleurs rendements (capacite/poids) ne peuvent pas etre mis en muvre dans la pratique. Par exemple, un accumulateur NiMH avec une capacite superieure pour un poids egal ne peut pas etre utilise pour une mise en muvre en dessous de 0 C car cet accumulateur presente un comportement de tension instable a basse temperature. On connalt en outre, du document US 6 123 241, un outil de scellement a actionnement par gaz dans lequel une commande electronique volumineuse commande et/ou surveille divers dispositifs electroniques. Sur cet outil de scellement vent ainsi disposes divers capteurs, tels que capteurs de temperature, de pression et de temperature de surface de travail, ainsi qutun allumage electronique et un ventilateur a entralnement electrique. Pour l'alimentation en courant de cet outil de scellement, deux sources de courant vent requises en meme temps. Une pile alcaline alimente en energie electrique un microprocesseur, piece essentielle de la commande, et une batterie plomb-acide sert de batterie principale. Cet outil de scellement presente un inconvenient, en ce sens que le besoin eleve en energie electrique necessite ltemploi simultane de deux batteries pour l'alimentation en courant, ce qui se traduit par un encombrement accru et par un alourdissement de l'outil. La presente invention a done pour but de fournir un outil de scellement du type indique precedemment, lequel peut etre utilise en quelque endroit qu'il se trouve et supprime les inconvenients precites. Selon l' invention, ce but est atteint en ce que la source de courant comprend une pile a combustible qui est disposee sur l'outil de scellement et qui peut fonctionner avec du combustible place dans un reservoir de combustible dispose sur l'outil de scellement et avec de l'oxygene. Il suffit done de prevoir sur l'outil de scellement, pour alimenter celuici en energie, une pile a combustible qui peut fonctionner avec du combustible provenant d'un reservoir dispose sur l'outil de scellement et avec de ltoxygene. De preference, le reservoir peut etre a nouveau rempli ou, une fois vice, etre remplace par un nouveau reservoir plein. L'oxygene peut lui aussi provenir d'un reservoir place dans l'outil de scellement mais aussi etre preleve dans l' air ambient. L'emploi d'une pile a combustible dans l'outil de scellement permet avantageusement d'obtenir un rendement tres eleve pouvant atteindre 60 % et une grande autonomic par rapport au secteur avec un plein du reservoir de combustible. En outre, la pile a combustible utilisee comme source d'energie electrique autorise la mise en uvre de l'outil de scellement a des temperatures inferieures a 0 C avec une duree de fonctionnement inchangee par rapport aux temperatures elevees, ce qui n'est generalement pas le cas avec les accumulateurs. En outre, il peut etre avantageux que, avec des outils de scellement fonctionnant avec des combustibles liquides ou gazeux, la pile a combustible soit accouplee thermiquement au reservoir de combustible ou a la bolte de combustible. Cet accoupl ement peut et re reali se par exemple en disposant la pile a combustible au voisinage du reservoir de combustible, de facon que celuici soit chauffe par la chaleur degagee par la pile a combustible. Selon le type de la pile a combustible, cette entropic de reaction ou chaleur de reaction peut atteindre 90 C. Cette mesure permet d'equilibrer rapidement la temperature - de la bolte de combustible, respectivement du reservoir de combustible, laquelle est encore basse au debut du fonctionnement et, en cas d' air ambient froid, d'eviter les problemes d'alimentation en combustible. En particulier, le risque de bouchon de vapeur avec des outils de scellement fonctionnant au gaz liquide est reduit et le comportement d'allumage a partir d'une temperature de fonctionnement prereglee est ameliore. La pile a combustible et le reservoir de combustible peuvent avantageusement etre disposes conjointement dans un element structurel thermoconducteur de l'outil de scellement. Dans ltelement structurel thermoconducteur peuvent etre prevus un logement pour la pile a combustible et un logement pour le reservoir de combustible. Grace a cette mesure, on obtient un chauffage uniforme du reservoir de combustible. L' element structurel thermoconducteur peut lui aussi faire partie integrante du carter metallique de l'outil de scellement. Sur ['element structurel thermoconducteur peuvent aussi lo etre prevus des moyens pour refroidir ltelement structurel, comme par exemple des ailettes de refroidissement ou des ailettes de carter, au moyen desquelles l'energie thermique excedentaire, produite par exemple lorsque la boite de combustible est deja chauffee, peut etre cedee a l'air ambient. En cas d'emploi d'une pile a combustible PEM (pile a combustible a membrane electrolyte polymere) ou de piles a combustible a structure similaire, les avantages resident par exemple dans la facilite de manipulation, dans le poids plus faible et dans la densite de puissance elevee due a la bonne conductibilite protonique de ['electrolyte. D'autres avantages et mesures de l' invention apparaltront a la lecture des sous-revendications, de la description ci-apres et des dessins. Sur les dessins, l' invention est representee dans deux exemples de realisation. Ceux-ci montrent sur: la figure 1, schematiquement, un premier mode de realisation d'un outil de scellement selon ['invention en vue de cote et partiellement en vue en coupe, la figure 2, schematiquement, ltoutil de scellement de la figure 1 en coupe suivant la ligne II II, la figure 3, schematiquement, un deuxieme mode de realisation de ltoutil de scellement selon l' invention en coupe correspondent a la ligne II-II de la figure 1. Sur les figures 1 et 2 est represente un premier mode de realisation d'un outil de scellement selon ['invention qui, dans le present exemple de realisation, fonctionne avec un gaz combustible. L'outil de scellement comporte un carter 11 dans lequel est dispose un mecanisme de scellement 15, lequel permet d'enfoncer un element de fixation 40 dans un support non represente ici lorsque l'outil de scellement 10 est mis en contact avec le support. Le mecanisme de scellement 15 se compose d'un compartiment de combustion, respectivement d'une chambre de combustion 23, d'un guide-piston 16 dans lequel un piston-poussoir 17 est monte coulissant, d'un guide-goujon 16' dans loquel un element de fixation 40 peut etre guide, l' clement de fixation 40 etant deplace par l'intermediaire de l'extremite mobile vers l' avant, cote direction de scellement, 18 du piston-poussoir 17 et pouvant etre enforce dans un support. Dans le present exemple de realisation, un ventilateur 12 et un dispositif d'allumage 13, comme par exemple une bougie d'allumage, vent egalement disposes dans la chambre de combustion 23. Une turbulence est creee de maniere connue par le ventilateur 12 dans la chambre de combustion 23 pour melanger le gaz combustible avec l'air avant qu'une etincelle d'allumage ne soit generee par un dispositif de commande 50 au niveau du dispositif d'allumage 13 pour enflammer le melange gaz combustible- air. L'amenee du gaz combustible dans le compartiment de combustion 23 s'effectue par l'intermediaire d'une conduite d' amenee de combustible 22 et d' une soupape a commande electronique ou mecanique 21 a partir d'un reservoir de combustible 20. L' operation de scellement en tent que telle n'est declenchee qu'apres l'actionnement d'un commutateur 14, respectivement d'une gachette au niveau de la poignee de l'outil de scellement 10. Ce commutateur 14 peut fonctionner de maniere mecanique, mais aussi electronique ou encore electromecanique. Sur l'outil de scellement peuvent encore etre prevus d'autres commutateurs qui doivent etre actionnes soit ensemble soit selon diverges combinaisons pour declencher une operation de scellement. Ces commutateurs vent par exemple des commutateurs de tete de taquet, des commutateurs de magasin ou des capteurs qui determinant par exemple la nature du support. Dans le present outil de scellement, l'alimentation en courant des organes utilisateurs electriques de l'outil de scellement 10, comme par exemple de la commande 50, du ventilateur 12, du dispositif d'allumage 13, du commutateur 14 et eventuellement des autres commutateurs, de la ou des valves 21 et d'autres elements structurels electroniques, s'effectue par l'intermediaire d'une pile a s combustible 31 qui est disposee dans un element structurel thermoconducteur 11' dans loquel se trouve aussi le reservoir de combustible 20 pour le fonctionnement de l'outil de scellement 10. Cette mesure permet, lorsque l'outil est froid, d'equilibrer rapidement la temperature du reservoir de combustible 20, comme par exemple d'une bolte de gaz, a ['aide de la chaleur degagee par la pile a combustible 31 et de l'amener a la temperature de fonctionnement. Un bouchon de vapeur, tel qutil peut sinon sten former frequemment dans des outils de scellement a actionnement par gaz, peut ainsi etre evite. Pour le refroidissement de la pile a combustible 31 et de l'outil de scellement 10, des ailettes de refroidissement i9 ou d'autres moyens favorisant l'echange de chaleur avec l'air ambient peuvent etre disposes sur ['element structurel thermoconducteur 11'. La repartition de l'energie electrique de la pile a combustible 31 aux organes utilisateurs et la retransmission d'impulsions de commande electriques steffectue par l'intermediaire de lignes electrique d'arrivee et de commande 51, 52, 53, 54. Pour permettre un remplacement aise des reservoirs de combustible 20, 30 destines au gaz combustible de l'outil de scellement et au combustible de la pile a combustible 31, les deux reservoirs de combustible 20, 30 vent inseres chacun dans des logements 28 et 29 de ['element structurel thermoconducteur 11' de l'outil de scellement 10, ou ils vent maintenus par une liaison reparable. Lorsqu'un reservoir de combustible 20, 30 est vice, il peut etre echange de maniere simple et remplace par un plein. Cependant, les reservoirs de combustible peuvent aussi etre concus de facon a pouvoir etre recharges dlrectement dans l'outil de scellement 10. Pour l'amenee de combustible 26 a la pile a combustible 31, est prevu, dans le present exemple de realisation, le reservoir de combustible 30, loquel est rempli par exemple de H2, de methanol ou d'un autre combustible convenant a un emploi dans une pile a combustible. En revanche, l'amenee de combustible 24 dans la chambre de combustion 23 de l'outil de scellement 10 s'effectue a partir du reservoir de combustible 20, lequel est rempli d'un combustible approprie, comme par exemple d'un gaz combustible ou d'un melange de gaz combustibles. L'amenee d' air 25 a la pile a combustible 31 s'effectue a partir de l' air ambient. Cependant, il est aussi imaginable de prevoir sur l'outil de scellement un reservoir a oxygene separe a partir duquel peut alors steffectuer l'amenee d' air, respectivement d'oxygene a la pile a combustible 31. La pile a combustible 31 fonctionne selon les principes generalement connus de l'homme de ['art. Par exemple, l'emploi d'une pile a combustible PEM (pile a combustible a membrane electrolyte polymere) peut etre avantageux. Les elements de fixation gO vent conditionnes dans un magasin 41 en forme de bande formant magasin 42, laquelle est montee a l' avant sur l'outil de scellement 10. Selon une variante, les elements de fixation 40 peuvent aussi etre inseres individuellement dans le guide-goujon 16' par l'utilisateur sans qu'un magasin 40 de ce type soit necessaire. La figure 3 represente un deuxieme exemple de realisation d'un outil de scellement 10 selon l' invention, qui ne se differencie de l'outil de scellement decrit precedemment qu'en ce qu'il y est prevu un reservoir de combustible 20 qui sert aussi bien a l'amenee de combustible 26' a la pile a combustible 31 quta l'amenee de combustible 24 a la chambre de combustion 23 de l'outil de scellement 10. Le gaz combustible est choisi de facon a etre approprie aussi bien au processus de combustion dans la chambre de combustion de l'outil qu'a une utilisation dans la pile a combustible 31. H2, propane, butane, ethanol, methanol vent des exemples de combustible de ce type. Avant agencement le combustible contient au moins une substance du groupe: hydrogene (H2), n-alcane (CnH2n+2) alcanols monovalents (CnH2n+ 10H) alcanols polyvalents (CnHn+2+ (OH) n) L' invention ne se limite pas aux modes de realisation representes ici. Par exemple, l'accouplement thermique peut aussi s'effectuer par l'intermediaire d'un ou plusieurs conducteurs de chaleur qui relient le reservoir de combustible 20 a la pile a combustible 31. En particulier, il ntest pas indispensable que la pile a combustible 31 et le reservoir de combustible 20 soient disposes dans un senl et meme element structurel, et ils peuvent etre disposes sur ou dans l'outil de scellement en etant separes spatialement. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement entraine par la detente de gaz pour l' enfoncement d' elements de fixation, tels que clous, goujons, broches ou analogues, dans un support, comprenant un carter (11) et, dispose a l'interieur, un mecanisme de scellement (15) par l'intermediaire duquel un element de fixation (40) est enforce dans un support en un point de scellement lorsqu'un utilisateur declenche une operation de scellement a ['aide d' au moins un commutateur (14), et comprenant une source de courant pour l'alimentation d'organes utilisateurs electriques sur l'outil de scellement (10), caracterise en ce que la source de courant comprend une pile a combustible (31) qui est disposee sur l'outil de scellement (10) et qui peut fonctionner avec du combustible place dans un reservoir de combustible (20, 30) dispose sur l'outil de scellement (10) et avec de l'oxygene. 2. Outil de scellement selon la revendication 1, caracterise en ce que l'outil de scellement (10) est un outil de scellement (10) fonctionnant avec des combustibles liquides ou gazeux, dans loquel le combustible est fourni a partir d'un reservoir de combustible (20) qui est accouple thermiquement a la pile a combustible (31) et qui peut etre chauffe par la chaleur degagee par celle-ci. 3. Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le combustible pour la pile a combustible (31) est identique au combustible pour l'entralnement de l'outil de scellement (10), et dans lequel les deux combustibles vent tenus en reserve dans un seul reservoir (20). 4. Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, S caracterise en ce que le combustible pour la pile a combustible (31) est tenu en reserve dans un reservoir de combustible separe (30). 5. Outil de scellement selon une des revendications 1 a 4, caracterise en ce que la pile a combustible (31) est une pile a combustible a membrane electrolyte polymere. 6. Outil de scellement selon la revendication 1 ou 5, caracterise en ce que le combustible contient au moins une substance du groupe: hydrogene (H2), n-alcane (CnH2n+2), alcanols monovalents (CnH2n+1OH), alcanols polyvalents (CnHn+2+ (OH) n) 7. Outil de scellement selon une des revendications 1 a 6, caracterise en ce que l'accouplement thermique de la pile a combustible (31) au reservoir de combustible (20, 30) steffectue par l'intermediaire de 1' agencement conjoint dans un element structurel thermoconducteur (11'). 8. Outil de scellement selon la revendication 7, caracterise en ce que ['element structurel thermoconducteur (11') est realise en metal et fait