Brevet FR2855993A1 — publié le 20041217

Outil de scellement actionné par combustion interne La présente invention concerne un outil de scellement actionné par combustion interne, pour l'enfoncement 10 d'éléments de fixation, tels que des clous, des goujons, des chevilles dans un support, avec une source de combustible, avec une amenée de combustible entre la source de combustible et une chambre de combustion et avec au moins un dispositif de dosage de combustible qui est 15 monté dans l'amenée de combustible entre la source de combustible et la chambre de combustion. De tels outils de scellement peuvent être actionnés par des combustibles gazeux ou liquides qui sont brûlés dans une chambre de combustion et entraînent ainsi un piston-poussoir 20 d'enfoncement d'éléments de fixation. D'une manière générale, le problème est d'ajouter au combustible à chaque cycle de travail, en quantité voulue, une quantité appropriée d'air ou d'oxygène servant d'agent oxydant. En particulier, l'air prélevé dans l'environnement connaît des variations de pression et de température qui peuvent avoir des effets néfastes sur la combustion du mélange de combustible et d'air lorsque ce mélange est trop riche ou trop pauvre en combustible. Le brevet EP 0 597 241 B1 présente un outil de scellement actionné par combustion interne o le dosage du combustible entre la source de combustible et la chambre de combustion est assuré par une soupape qui peut être 5 excitée par un solénoïde et qui est normalement fermée. L'excitation est commandée électroniquement, à l'aide d'un circuit qui réagit à la fermeture d'un commutateur et ouvre la soupape pendant un intervalle de temps prédéterminé et contrôlable afin de permettre l'écoulement 10 du combustible liquide entre la source de combustible et la chambre de combustion. L'inconvénient est cependant que, lorsque la pression baisse dans la source de combustible, la vitesse d'écoulement du combustible chute, si bien que l'on 15 aboutit à une divergence entre la quantité de combustible effectivement dosée et la quantité souhaitée de combustible. Les performances de l'outil de scellement se dégradent alors. Le brevet DE 42 43 617 A1 présente par ailleurs un outil 20 de scellement actionné par combustion interne dans lequel, au cours d'un cycle de travail, une soupape d'admission de gaz est ouverte mécaniquement afin que du combustible vienne d'une source de combustible dans un espace de stockage qui est en relation avec l'air ambiant. Cette 25 liaison a pour but de réaliser une compensation de la pression et éventuellement de la température avec l'air ambiant, afin que la chambre de combustion reçoive un mélange adéquat de combustible et d'air. Le combustible passe ensuite de l'espace de stockage dans la chambre de 30 combustion à un moment voulu. L'inconvénient est dans ce cas qu'il peut également se produire une perte de combustible à cause de la liaison avec l'air ambiant. Le brevet DE 40 32 204 Ai présente un outil de scellement 5 dans lequel un piston est placé dans une chambre de dosage pour expulser un certain volume de combustible entre la chambre de dosage et la chambre de combustion. La course de dosage du piston peut être réglée à l'aide d'une vis de réglage actionnée manuellement. L'inconvénient est dans ce cas que le réglage manuel est mal commode. Par ailleurs, un autre dosage du combustible est réalisé par un canal de compensation de la pression, si bien qu'il peut se produire des pertes de combustible. Le but de l'invention est donc de développer un outil de 15 scellement du type mentionné, évitant les inconvénients indiqués et permettant des opérations de scellement se succédant rapidement avec un dosage optimal du combustible. Ce but est atteint selon l'invention en ce que le dispositif de dosage possède un dispositif de réglage du volume de dosage réagissant à la pression du combustible, le volume de dosage étant le volume de combustible à mesurer par le dispositif de dosage à chaque opération de scellement. Grâce à cette mesure, il est possible d'exploiter simplement la pression du 25 combustible, qui dépend en particulier de la température de la cartouche de combustible et donc de la température ambiante, pour assurer un dosage automatique du combustible dans l'outil de scellement. Dans ce contexte, il est bon que la cartouche de combustible ne soit pas 30 directement montée sur la chambre de combustion de l'outil de scellement, mais que la cartouche de combustible ou source de combustible soit placée dans une partie de l'outil de scellement qui se trouve sensiblement à la température ambiante. Dans une forme du dispositif de dosage simple à réaliser, 5 celui-ci présente une chambre de dosage et un corps d'injection, la course du corps d'injection et du même coup le volume de dosage, ou encore le volume de combustible à fournir, pouvant être réglé à l'aide du dispositif de réglage. Il est avantageux que le dispositif de réglage comporte une chambre de mise sous pression, un élément sensible à la pression faisant saillie dans la chambre de mise sous pression, un organe de réglage pouvant être déplacé par l'élément sensible à la pression et un élément élastique 15 précontraint appuyant l'élément sensible à la pression dans la direction de la chambre de mise sous pression. Grâce à cette mesure, on met en oeuvre une solution techniquement simple pour réaliser pour le dispositif de dosage un dispositif de réglage qui puisse réagir à la 20 pression du combustible. Grâce à l'élément élastique, possédant une caractéristique adéquate, l'élément sensible à la pression et donc l'organe de réglage sont maintenus élastiquement, si bien que l'organe de réglage et donc la butée du piston d'éjection se déplace automatiquement en 25 fonction de la température ambiante, afin de toujours doser une quantité adéquate de combustible dans le dispositif de dosage. L'élément sensible à la pression peut favorablement prendre la forme d'un piston sur la surface duquel agit la 30 pression du combustible. Une variante de l'invention, facile à mettre en oeuvre mécaniquement, prévoit que l'organe de réglage fasse saillie sur le trajet de la course du corps d'injection et définisse ainsi l'extrémité de la course du corps d'injection dans la direction d'injection, c'est-à-dire forme une butée. L'organe de 5 réglage est réalisé de manière à se bloquer automatiquement à l'extrémité de la course sous l'effet de la charge du corps d'injection, alors qu'il peut sinon se déplacer librement. Pour le bon déroulement temporel de l'opération de dosage, 10 il est favorable que le corps d'injection puisse être actionné dans la direction d'injection par un moyen d'actionnement lors de l'opération de mise en contact de l'outil de scellement avec le support. Ce moyen d'actionnement peut être par exemple de nature mécanique, 15 électronique ou électromécanique. Dans une variante de l'outil de scellement pouvant être fabriquée économiquement, le moyen d'actionnement est une tige de mis'e en contact. Grâce à cet actionnement purement mécanique du dispositif de dosage, il est possible de 20 réaliser un outil de scellement qui ne nécessite pas d'énergie électrique, ou très peu, pour fonctionner. Il est également avantageux d'interposer entre le corps d'éjection et le moyen d'actionnement un élément élastique, par exemple un élément à ressort. Grâce à cet 25 élément élastique ou à cet élément à ressort, il est possible d'encaisser le dépassement éventuel de course de la tige de mise en contact, lors de la mise en contact de l'outil de scellement sur un support, par rapport à la course maximale possible du corps d'injection. Il est également favorable que la chambre de dosage possède une ouverture d'admission et une ouverture d'échappement, l'ouverture d'admission étant en communication avec la chambre de mise sous pression au moins temporairement. Il est également avantageux que l'ouverture d'admission possède au moins un moyen de soupape qui permet une admission de combustible dans la 5 chambre de dosage mais empêche un échappement du combustible, et que l'ouverture d'échappement possède un moyen de soupape qui permet un écoulement de combustible depuis la chambre de dosage, dans la direction de la chambre de combustion, mais empêche un refoulement de 10 combustible vers la chambre de dosage. Grâce à cette mesure, on est certain que l'admission de combustible dans la chambre de dosage ne peut se produire que par l'ouverture d'admission et que la sortie ne peut se faire que par l'ouverture d'échappement. De plus, on évite les 15 erreurs de dosage dues au refoulement de combustible ou à un remplissage incomplet de la chambre de dosage. D'autres avantages et d'autres mesures inventives ressortiront de la description qui va suivre et des dessins annexés, qui illustrent un exemple de réalisation 20 de l'invention, et qui représentent: la figure 1, une vue schématique en coupe partielle d'un outil de scellement selon l'invention, en position de repos; la figure 2, une vue du dispositif de dosage de l'outil 25 de scellement selon la figure 1, dans sa position de départ, en cas de température élevée de la source de combustible; la figure 3, une vue du dispositif de dosage de la figure 2, dans la position de mise en contact de 30 l'outil de scellement avec un support; la figure 4, une vue du dispositif de dosage de l'outil de scellement de la figure 1, dans la position de mise en contact de l'outil de scellement avec un support, en cas de basse température de la source de combustible. La figure 1 représente un outil de scellement 10 selon l'invention, actionné par combustion interne, dans sa position de départ ou de repos. L'outil de scellement 10 présente un corps 50 dans lequel est monté un mécanisme de 10 scellement au moyen duquel un élément de fixation, tel qu'un clou, un goujon, ou similaire, peut être enfoncé dans un support, non représenté ici, lorsque l'outil de scellement 10 est mis en contact avec le support et déclenché à l'aide d'un commutateur de déclenchement 14. 15 Le mécanisme de scellement comprend entre autres une chambre de combustion 13, un guide de piston 17, dans lequel est monté coulissant un piston-poussoir 16, et un guide-goujon 18 o un élément de fixation peut être placé et o un élément de fixation peut être déplacé par 20 l'extrémité du piston-poussoir 16 orientée vers l'avant et tournée dans la direction de scellement et ainsi enfoncé dans un support. Les éléments de fixation peuvent pour ce faire être stockés par exemple dans un magasin 19 monté sur l'outil de scellement 10. Dans l'exemple de réalisation présenté, la chambre de combustion 13 comprend une unité d'allumage (non représentée ici sur le dessin), par exemple une bougie d'allumage, destinée à allumer un mélange de combustible et d'air introduit pour l'opération de scellement dans la 30 chambre de combustion 13. L'amenée du combustible dans le compartiment de combustion ou chambre de combustion 13 se fait par une amenée de combustible 12.1, 12.2, 12.3, par exemple une conduite de combustible, qui provient d'un réservoir de combustible ou d'une source de combustible 11. Sur l'amenée de combustible 12.1, 12.2 est disposé entre 5 la source de combustible 11 et la chambre de combustion 13 un dispositif de dosage désigné dans son ensemble par le repère 20, grâce auquel un certain volume de combustible peut être mesuré pour chaque opération de scellement et envoyé dans la chambre de combustion 13. Le dispositif de dosage 20 est représenté à la figure 2 dans sa position de départ et à la figure 3 dans la position de délivrance du combustible (position de l'outil de scellement 10 mis en contact). Le combustible et l'agent propulseur, dans la source de combustible 11, 15 présentent une température relativement élevée de 25 C par exemple (température ambiante) . Le dispositif de dosage 20 comporte d'abord une chambre de dosage 21. Un corps d'injection 22, par exemple un piston ou un coulisseau d'injection, est guidé sur le côté de la chambre de dosage 20 21 par un guide 55 et peut être déplacé dans la direction d'injection 40 en pénétrant dans la chambre de dosage 21 afin d'éjecter un volume de combustible de la chambre de dosage 21 vers l'amenée de combustible 12.2 et du même coup vers la chambre de combustion 13 (figure 1). La 25 chambre de dosage 21 comporte une ouverture d'admission 25 et une ouverture d'échappement 26 du combustible. L'ouverture d'admission 25 est dotée d'un moyen de soupape 27, par exemple un clapet, qui permet l'écoulement de combustible entre la source de combustible 11 et la 30 chambre de dosage 21, mais empêche l'écoulement du combustible dans la direction opposée. L'ouverture d'échappement 26 est également dotée d'un moyen de soupape 28. Celui-ci permet l'écoulement du combustible de la chambre de dosage 21 vers la chambre de combustion 13, mais empêche le refoulement de combustible entre la chambre de combustion 13 et la chambre de dosage 21. Le 5 moyen de soupape 28 présente ici la forme d'un clapet qui est chargé élastiquement dans la direction de fermeture par un élément à ressort 29, sur le modèle d'un clapet anti-retour. Le dispositif de dosage 20 comprend en outre un dispositif 10 de réglage automatique désigné par le repère 30 destiné à régler le volume de combustible à délivrer (volume de dosage) par le dispositif de dosage 20 à chaque opération de scellement. Le dispositif de réglage 30 présente d'abord une chambre de mise sous pression 31, qui est en 15 communication permanente avec la source de combustible 11, via l'amenée de combustible 12.1. La chambre de mise sous pression 31 communique avec la chambre de dosage 21 par une amenée de combustible 12.3 ou un canal de liaison. Dans la chambre de mise sous pression 31 est monté un 20 élément sensible à la pression 32, qui présente ici la forme d'un piston, qui est monté coulissant dans un guide 35 du dispositif de réglage 30. L'élément sensible à la pression 32, lorsque la source de combustible 11 est raccordée, est exposé à la pression du combustible ou de 25 l'agent propulseur qui le comprime. A cette pression s'oppose la force d'un élément à ressort 34 sur lequel s'appuie indirectement l'extrémité de l'élément sensible à la pression 32 ou du piston qui est opposée à la chambre de mise sous pression 31. Entre l'élément sensible à la 30 pression 32 et l'élément à ressort est disposé un organe de réglage 33 qui se prolonge jusque dans le guide 55 du corps d'injection 22. L'extrémité de l'organe de réglage 33 faisant saillie dans le guide 55 présente une forme annulaire et entoure le corps d'injection 22. À l'extrémité de forme annulaire de l'organe de réglage 33 est prévu un mentonnet qui sert de butée pour une saillie 5 57 du corps d'injection 22. En réglant la position de l'organe de réglage 33 avec son mentonnet 37, il est donc possible de régler la course 23.1, 23.2 du corps d'injection 22 (cf. les figures 3 et 4) et donc le volume de dosage délivré par le dispositif de dosage 20. Des éléments d'étanchéité 36, 56, ou joints toriques, assurent l'étanchéité des guides 35, 55 autour de l'élément sensible à la pression 32 et du corps d'injection 22 par rapport à la chambre de mise sous pression 31 et à la chambre de dosage 21. Le corps d'injection 22 est déplacé par un moyen d'actionnement 15, par exemple une tige mécanique de mise en contact, qui sert à transmettre au corps d'injection 22 le mouvement de mise en contact de l'outil de scellement 10 avec un support. Un élément à ressort 24 est encore 20 interposé entre le moyen d'actionnement 15 et le corps d'injection 22 afin de compenser les différences entre les courses longues de mise en contact et les courses courtes du piston. Il convient encore de remarquer que le corps d'injection 22 peut également être actionné par un 25 mécanisme d'entraînement électrique, magnétique, pneumatique, hydraulique, etc. L'actionnement du corps d'injection 22 peut également se faire après ou pendant le soulèvement de l'outil de scellement 10 de son support. À la figure 3, l'outil de scellement 10 a été mis en 30 contact avec un support et le corps d'injection 22 a été avancé d'une course 23.1 dans la chambre de dosage 21, si bien qu'un volume de dosage correspondant à la course a été envoyé par l'amenée de combustible 12.2 dans la chambre de combustion 13. La course 23.1 du corps d'injection 22 est limitée par l'organe de réglage 33 qui, 5 lors de l'entrée en contact du mentonnet 37 avec la saillie 57 du corps d'injection 22, se coince et arrête ainsi le corps d'injection 22. Comme cela a déjà été mentionné, le réglage de l'organe de réglage 33 est assuré automatiquement par la pression du combustible ou de 10 l'agent propulseur qui le pressurise. Cette pression dépend de la température (en particulier de la température ambiante) et constitue ainsi également une mesure de la densité de l'air ambiant qui est nécessaire pour la combustion. Il est donc possible de toujours obtenir 15 automatiquement un mélange optimal de combustible et d'air. L'étalonnage du dispositif de dosage 20 peut se faire par exemple en sélectionnant la longueur ou la force de l'élément à ressort 34. Il est également possible, par exemple, de prévoir une vis de réglage pour corriger la 20 précontrainte de l'élément à ressort 34. À la figure 4, le combustible et l'agent propulseur, dans la source de combustible, présentent une température relativement basse de 5 C par exemple (température ambiante). La pression dans la source de combustible est 25 relativement moindre que la pression retenue pour la source de combustible sur les figures 2 et 3. De même, l'air environnant présente une densité supérieure. Il faut donc plus de combustible pour un même volume d'air. Comme le montre la figure 4, l'élément sensible à la 30 pression 32 plonge plus profondément dans la chambre de mise sous pression 31 que sur les figures 2 et 3. L'organe de réglage 33 se trouve ainsi également dans une position plus basse, si bien que le corps d'injection 22, lors de son actionnement par le moyen d'actionnement 15, illustré par la figure 4, parcourt une course 23.2 plus longue que dans le cas illustré par les figures 2 et 3. On injecte 5 donc automatiquement plus de combustible dans la chambre de combustion. Lorsque, en service, la température de l'outil de scellement augmente, donc également celle de la source de combustible, le volume de dosage du combustible envoyé 10 dans la chambre de combustion se réduit automatiquement. On introduit donc toujours une quantité équilibrée de combustible et d'air dans la chambre de combustion, même lorsque l'outil est chaud. On comprendra bien que l'élément sensible à la pression et 15 le corps d'injection ne doivent pas nécessairement prendre la forme d'un piston ou d'un coulisseau. Ils peuvent également prendre la forme de membranes ou de parois de chambre mobiles. REVENDICATIONS 1. Outil de scellement actionné par combustion interne, pour l'enfoncement d'éléments de fixation, tels que des clous, des goujons, des chevilles dans un support, avec une source de combustible (11), avec une amenée de combustible (12.1, 12.2), entre la source de combustible (11) et une chambre de combustion (13), et avec au moins un dispositif de dosage (20) de combustible qui est monté dans l'amenée de combustible (12. 1, 12.2) entre la source 10 de combustible (11) et la chambre de combustion (13), caractérisé en ce que le dispositif de dosage (20) possède un dispositif de réglage (30) du volume de dosage réagissant à la pression du combustible. 2. Outil de scellement selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le dispositif de dosage (20) comprend une chambre de dosage (21) et un corps d'injection (22), la course du corps d'injection (22) pouvant être réglée par le dispositif de réglage (30). 3. Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que le dispositif de réglage (30) comprend une chambre de mise sous pression (31), un élément sensible à la pression (32) faisant saillie dans la chambre de mise sous pression (31), un organe de réglage (33) pouvant être déplacé par l'élément sensible à 25 la pression (32) et un élément élastique (34) précontraint appuyant l'élément sensible à la pression (32) dans la direction de la chambre de mise sous pression (31). 4. Outil de scellement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément sensible à la pression (32) présente la forme d'un piston. 5. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 5 3, caractérisé en ce que l'organe de réglage (33) fait saillie sur le trajet de la course du corps d'injection (22) et définit l'extrémité de la course (23) du corps d'injection (22) dans la direction d'injection (40). 6. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 10 5, caractérisé en ce que le corps d'injection (22) peut être actionné dans la direction d'injection (40) par un moyen d'actionnement (15), lors de l'opération de mise en contact de l'outil de scellement avec un support, en option par l'intermédiaire d'une tige de mise en contact. 7. Outil de scellement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un élément élastique, en particulier un élément à ressort (24), est interposé entre le corps d'injection (22) et le moyen d'actionnement (15). 8. Outil de scellement selon la revendication 1, ou 2, 20 caractérisé en ce que la chambre de dosage (21) possède une ouverture d'admission (25) et une ouverture d'échappement (26), l'ouverture d'admission (25) étant en communication avec la chambre de mise sous pression (31) au moins temporairement. 9. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ouverture d'admission (25) est équipée d'un moyen de soupape (27) qui permet l'admission de combustible dans la chambre de dosage (21) mais interdit un échappement du combustible et en ce que 30 l'ouverture d'échappement (26) est équipée d'un moyen de soupape (28) qui permet l'écoulement du combustible depuis la chambre de dosage (21), dans la direction de la chambre de combustion (13), mais empêche un refoulement de combustible vers la chambre de dosage (21).