Brevet FR2848898A1 — publié le 20040625

Outil de scellement à actionnement par combustion La présente invention concerne un outil de scellement à actionnement par combustion pour enfoncer des éléments de 5 fixation tels que clous, boulons ou goujons dans un support, comportant un piston-poussoir guidé dans une chambre de guidage d'un guide-piston, et pouvant être propulsé par des gaz de propulsion d'un agent de propulsion, depuis une position initiale arrière dans une o 10 position de fin de course avant, et comportant une chambre d'accumulation des gaz de propulsion, laquelle peut être reliée par un moyen à soupape à une zone arrière de la chambre de guidage, et peut être reliée, par une sortie, à une zone avant de la chambre de guidage. Les outils de scellement de ce type peuvent être mis en oeuvre avec des combustibles gazeux, liquides ou solides. Dans les outils de scellement à actionnement par combustion, lors d'une opération de scellement, un pistonpoussoir est entraîné par des gaz de combustion Par ce 20 piston-poussoir, on peut alors enfoncer des éléments de fixation dans un support. Le piston-poussoir d'un outil de scellement par combustion doit à nouveau être amené, après l'opération d'enfoncement de l'élément de fixation, dans sa position 25 initiale, pour l'opération de fixation ou opération de scellement suivante Dans un outil de scellement à poudre connu par le document DE 19547859 A 1, pour un rappel automatique du piston, on exploite les gaz de combustion qui se forment lors de la combustion de l'agent de 30 propulsion Dans cet outil de scellement, le pistonpoussoir est monté déplaçable dans l'alésage de guidage d'un guide-piston A côté du guide-piston, est prévue une chambre d'accumulation qui peut être reliée à l'alésage de 2/ 2848898 guidage par un canal pourvu d'un clapet de non-retour En outre, par une ouverture, la chambre de combustion est reliée à une zone terminale, située dans la direction de scellement, de l'alésage de guidage Lors d'une opération 5 de scellement, les gaz de propulsion ou gaz de combustion, chauds et sous pression, sont guidés en partie dans la chambre d'accumulation Après remplissage par le clapet de non-retour, la chambre d'accumulation est ensuite fermée à l'ouverture d'entrée Par l'ouverture de sortie, située à 10 l'extrémité côté direction de scellement de l'alésage de guidage, les gaz d'accumulation s'écoulent alors et provoquent un rappel du piston avec la pression résiduelle régnant à l'intérieur. Pour obtenir une grande sécurité de fonctionnement, 15 une pression d'accumulation élevée et se maintenant longtemps est essentielle Dans la réalisation pratique, ceci est difficile à obtenir pour tous les états de fonctionnement et intensités de l'agent de propulsion ainsi que pour le réglage de la puissance Dans les outils de 20 scellement à actionnement par combustion suivant l'état de la technique, il se produit une perte de pression due en particulier à une fuite La fuite est causée entre autres par des défauts d'étanchéité du guide-goujon, dans le courant d'arrivée, depuis l'accumulateur, au droit de la 25 tête du piston ainsi que sur la tige du piston Même en cas de refroidissement des gaz de propulsion dans la chambre d'accumulation, il se produit une perte de pression Ce refroidissement est favorisé par la surface relativement grande de l'accumulateur coaxial au piston On se heurte en 30 outre à cette difficulté qu'en cas d'impacts répétés du piston, tel que ceci se produit par exemple pour les opérations d'enfoncement dans des supports en acier, le gaz de propulsion, qui s'est déjà écoulé devant le piston pour son rappel, étant comprimé Du fait de cette compression, 3 2848898 la fuite est intensifiée sur le guide-goujon et sur la tête du piston, ce qui peut conduire à une pression résiduelle insatisfaisante, de sorte que le piston n'est pas déplacé en direction de sa position initiale, ou dans une mesure 5 insuffisante seulement Le but de la présente invention consiste à développer un outil de scellement du type précité qui garantisse de manière fiable un rappel du piston dans la position initiale du piston-poussoir. L'invention est caractérisée en ce qu'à la sortie est 10 associé un moyen à soupape à commande électronique pour la liaison temporaire de la chambre d'accumulation à la zone avant de la chambre de guidage En conséquence, il suffit de prévoir dans le canal de sortie ou dans l'ouverture de sortie une soupape à commande électrique qui commande les 15 gaz de propulsion comprimés dans la chambre d'accumulation en temps utile, devant le côté du piston situé dans la direction du scellement, pour le rappel de ce dernier Par la soupape à commande électronique dans le canal d'écoulement, il est possible d'introduire dans l'alésage 20 de guidage, les gaz de propulsion comprimés se trouvant dans la chambre d'accumulation, au moment seulement o le piston-poussoir ne rebondit plus et a pris une position de repos On évite par ce moyen une fuite plus importante, de sorte que le piston peut être ramené de manière fiable 25 jusque dans sa position initiale. La soupape à commande électronique peut être commutée par un signal électronique de commutation, dans sa position ouverte, lequel signal est temporisé en un signal de déclenchement de l'opération de scellement Cette 30 temporisation peut être par exemple de 10 millisecondes. Mais on peut imaginer aussi d'autres temporisations, car la temporisation dépend entre autres de la taille de l'outil, de la course du piston, de sa masse, etc. 4 2848898 Dans une forme de réalisation avantageuse de l'outil de scellement suivant l'invention, la soupape à commande électronique est actionnée par un élément électronique de temporisation qui est couplé en aval d'un déclencheur 5 électronique Si une opération de scellement ou un allumage de l'agent de propulsion est déclenché par le déclencheur, l'élément de temporisation transmettra une instruction électronique de commutation à la soupape à commande électronique, après une temporisation déterminée au 10 préalable La temporisation dans la voie électronique de temporisation est choisie ici de façon idéale, de manière que le piston se trouve dans chaque cas dans une position de repos et ne rebondisse plus lorsque la soupape à commande électronique est actionnée. Il peut être avantageux également que le remplissage de la chambre d'accumulation s'effectue en outre par un canal de régulation de la puissance, suivant le principe de l'échappement Grâce à ce moyen, en cas de réglage de la puissance à un minimum, on obtient une charge plus intense 20 de la chambre d'accumulation. Dans une autre forme de réalisation avantageuse, il est prévu sur l'outil de scellement une unité de commande pour produire le signal électronique temporisé de commutation Cette unité de commande peut coopérer avec un 25 moyen de détection, disposé dans le guide-piston, pour constater la position du piston et/ou sa vitesse S'il est constaté par le moyen de détection que le piston se trouve dans une position de repos à l'extrémité avant dans le sens du scellement, de l'alésage de guidage, ce capteur transmet 30 un signal à l'unité de commande Une instruction de commutation pour l'ouverture de la soupape à commande électronique peut alors être transmise à celle-ci, par l'unité de commande On peut imaginer aussi que l'instruction de commutation pour l'ouverture de la soupape 2848898 à commande électronique soit délivrée aussi directement par un moyen détection Dans cette forme de réalisation aussi, le piston de scellement est ramené de manière fiable dans sa position de repos, après une opération de scellement. Il peut être avantageux en outre que l'échappement ou le canal d'échappement et la chambre d'accumulation soient disposés de manière que le refroidissement des gaz d'échappement dans l'échappement provoque un échauffement de l'accumulateur de pression Grâce à ce moyen, on réduit 10 nettement une perte de pression par refroidissement des gaz de propulsion dans la chambre d'accumulation. D'autres avantages et moyens de l'invention ressortent de la description faite ci-après et des dessins Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur 15 les dessins. Il est montré : Fig 1 un outil de scellement suivant l'invention dans une vue en coupe longitudinale partielle, avec le piston-poussoir dans sa position 20 initiale arrière, fig 2 l'outil de scellement de la figure 1, après qu'une opération de scellement a été déclenchée, fig 3 l'outil de scellement de la fig 1 avec le 25 piston de scellement dans sa position de fin de course avant, fig 4 l'outil de scellement de la fig 1 dans une vue en coupe le long de la ligne IV-IV de la fig 1, fig 5 une vue en coupe d'un détail à plus grande échelle de l'outil de scellement de la fig 1, 6 2848898 avec un dispositif de régulation de la puissance dans une première position, fig 6 la vue en coupe du détail de l'outil de scellement de la fig 5, avec un dispositif de 5 régulation de la puissance dans une deuxième position, fig 7 une deuxième forme de réalisation d'un outil de scellement suivant l'invention dans une vue en coupe longitudinale partielle, avec le 10 piston de scellement dans sa position initiale arrière. Sur les fig 1 à 6, est représentée une première forme de réalisation d'un outil de scellement 10 suivant l'invention L'outil de scellement 10 comporte un élément 15 de boîtier en une ou plusieurs parties, désigné de manière générale par 16, dans lequel est disposé un mécanisme de scellement Au moyen du mécanisme de scellement, on peut enfoncer dans un support non représenté un élément de fixation, tel qu'un clou, goujon, etc, lorsque l'outil de 20 scellement 10 est pressé par son guide-goujon 15 contre un support et est déclenché. Le mécanisme de scellement comprend entre autres un guide-piston 12 avec une chambre de guidage 11 située à l'intérieur, dans laquelle un pistonpoussoir 13 est 25 disposé déplacable axialement, ainsi qu'un guidegoujon 15 dans lequel peut être guidé un élément de fixation 50, et o l'élément de fixation 50 peut être déplacé, pendant une opération de scellement, par l'extrémité côté sens de scellement, se déplaçant vers l'avant, du piston-poussoir 30 13 ou de sa tige de piston, et peut être enfoncé dans un support Le guide-goujon 15 se raccorde ici dans la direction de scellement au guide-piston 12 Dans le présent exemple de réalisation, l'outil de scellement 10 peut être mis en oeuvre au moyen d'un agent de propulsion solide 18, tel que des charges propulsives sous la forme de cartouches, de pastilles ou similaires Les charges propulsives peuvent être disposées dans une bande-magasin 5 non représentée sur les dessins, une boîte-magasin ou similaire, et sont introduites, avant une opération de scellement, dans un magasin de charges propulsives 14 et y sont emmagasinées au moins pour l'opération d'allumage. L'outil de scellement 10 peut aussi être conçu pour être 10 mis en euvre avec un combustible gazeux ou liquide Une opération de scellement peut être déclenchée par l'utilisateur de l'outil de scellement après pressage de l'outil de scellement 10 contre un support, au moyen d'un déclencheur 17, disposé sur la poignée 19 de l'outil de 15 scellement 10 et qui transmet, mécaniquement ou électroniquement, une instruction d'allumage à un dispositif d'allumage, non représenté sur les dessins, de la charge propulsive 18. Sensiblement parallèlement à la chambre de guidage 11, 20 s'étend dans l'outil de scellement 10, une chambre d'accumulation 20 pour des gaz de propulsion Entre cette chambre d'accumulation 20 et une zone arrière 11 2 de la chambre de guidage 11, dans laquelle se trouve le pistonpoussoir 13 dans sa position initiale 40, il est prévu un 25 passage 22, tel qu'un canal d'entrée Ce passage 22 est pourvu d'un moyen mécanique à soupape 23 qui est soumis à l'action d'un ressort dans son sens de fermeture et est réalisé comme clapet de non-retour Entre la chambre d'accumulation 20 et une zone avant 11 1, dans le sens du 30 scellement, de la chambre de guidage 11, il est prévu une sortie 21, en particulier un canal de sortie Cette sortie 21 est pourvue d'un moyen à soupape 24 à commande électronique, tel que par exemple une soupape à électroaimant ou une piézo-soupape, qui est normalement fermé Le 8 2848898 moyen à soupape 24 à commande électronique est relié, par une ligne électrique 27 à une ou plusieurs phases, à un élément électrique de temporisation 25 qui à son tour peut être commandé par le déclencheur 17, au moyen d'une ligne électrique 26. Comme le montre la fig 4, un canal d'échappement 39, qui provient de la chambre de guidage 11, est guidé autour de la chambre d'accumulation 20, de sorte que celle-ci est chauffée par le gaz de propulsion guidé à travers le canal 10 d'échappement 39, et qu'on s'oppose ainsi à une perte de pression par refroidissement du gaz de propulsion contenu dans la chambre d'accumulation 20. Comme le montrent en particulier les fig 5 et 6, il est encore prévu sur l'outil de scellement 10, un canal 36 15 de régulation de la puissance Dans ce canal 36 se trouve un moyen de réglage 34 à actionnement manuel au moyen duquel on peut réguler la puissance de l'outil de scellement 10, par une variation de la section du canal d'écoulement A cet effet, il est prévu dans la zone 20 terminale côté outil, du moyen de réglage 34, une rainure annulaire 35 ou une zone rétrécie qui coopère avec un passage 33 vers la chambre d'accumulation 20 Sur la fig. 5, la puissance de l'outil est grande, car le moyen de réglage 34 recouvre le passage 33 et le ferme sensiblement. 25 La section du canal 36 est minimale Sur la fig 6, la puissance de l'outil est faible, car la rainure annulaire 35 ou le rétrécissement du moyen de réglage 34 se trouve entièrement en amont du passage 33 La section du canal 36 est maximale Les gaz de propulsion sont guidés dès le 30 début d'un mouvement de scellement du piston-poussoir 13, dans la chambre d'accumulation 20. Sur la fig 1, l'outil de scellement 10 est reproduit avec le pistonpoussoir 13 dans sa position initiale 40 9 2848898 dans la zone arrière 11 2 de la chambre de guidage 11 Si une opération de scellement est déclenchée dans le déclencheur 17, comme le montre la fig 2, le pistonpoussoir 13 est chassé vers l'avant dans la direction de 5 scellement par les gaz de propulsion 18 ' en expansion, provenant de l'agent de propulsion 18 mis à feu Le moyen à soupape 23 est ouvert par la pression des gaz de propulsion en expansion, ce qui fait que des gaz de propulsion 18 ' sont introduits dans la chambre d'accumulation 20 En même 10 temps que le déclenchement de l'opération de scellement, le déclencheur 17 transmet aussi un signal électrique à l'élément de temporisation 25, par la ligne 26 Le signal y est d'abord temporisé, par exemple de 10 ms ou d'une autre valeur appropriée Sur la fig 3, le piston- poussoir 13 est 15 déjà dans sa positon de fin de course 41 dans la zone avant 11.1 de la chambre de guidage 11 et s'y applique contre une butée 11 3 Un éventuel rebondissement du piston-poussoir 13 est déjà terminé Le signal de commutation temporisé a déjà été transmis par l'élément de temporisation 25, à travers la ligne 27, à la soupape 24 à commande électronique qui, à la suite de ceci, a été ouverte, de sorte que les gaz de propulsion 18 ' comprimés peuvent s'échapper de la chambre d'accumulation, par la sortie 21, dans la zone avant 11 1 de la chambre de guidage 11, afin 25 de replacer le piston de scellement 13 dans sa position initiale 40 (fig 1). Sur la fig 7 est reproduite une deuxième forme de réalisation d'un outil de scellement 10 suivant l'invention Celui-ci diffère essentiellement de l'outil de 30 scellement décrit précédemment, par le fait que la temporisation du signal de commutation pour l'ouverture du moyen à soupape 24 à commande électronique, s'effectue par une unité de commande 28, prévue dans l'outil de scellement 10, en coopération avec un moyen de détection 29 A cet effet, l'unité de commande 28 est reliée par une ligne électrique 30 au déclencheur 17, par une ligne électrique 31 au moyen à soupape 24 à commande électronique, et par une ligne électrique 32, au moyen de détection 29 Le moyen 5 de détection 29 sert ici à détecter la position du piston et à la communiquer à l'unité de commande 28, lorsque le piston-poussoir 13 se trouve, après une opération de scellement, dans sa position de fin de course 41 (cf fig. 3) dans la zone avant 11 1 de la chambre de guidage 11. En ce qui concerne les détails techniques non mentionnés ici explicitement, il est fait pleinement référence à la description des fig 1 à 6. il 2848898 REVENDICATIONS 1 Outil de scellement à actionnement par combustion pour enfoncer des éléments de fixation tels que clous, boulons ou goujons dans un support, comportant un piston-poussoir ( 13) guidé dans une chambre de guidage ( 11) d'un guide-piston ( 12), et pouvant être propulsé par des gaz de propulsion d'un agent de propulsion, depuis une position initiale arrière ( 40) dans une position de fin de course avant ( 41), et comportant une chambre d'accumulation ( 20) des gaz de propulsion, laquelle peut être reliée par un moyen à soupape ( 23) à une zone arrière ( 11 2) de la chambre de guidage ( 11), et peut être reliée par une sortie ( 21) à une zone avant ( 11 1) de la chambre de guidage, caractérisé en ce qu'à la sortie ( 21) est associé un moyen à soupape ( 24) à commande électronique pour la liaison temporaire de la chambre d'accumulation ( 20) à la zone avant ( 11 1) de la chambre de guidage ( 11). 2 Outil de scellement selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le moyen à soupape ( 24) pouvant être commandé électroniquement peut être ouvert par un signal électronique de commutation qui est temporisé en un signal de déclenchement de l'allumage du fluide propulseur. 3 Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, 25 caractérisé en ce qu'il est prévu une unité de commande ( 28) pour produire le signal électronique temporisé de commutation sur l'outil de scellement ( 10). 4 Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'entre le moyen à soupape ( 24) à 30 commande électronique et un déclencheur ( 17) pour déclencher une opération de scellement, un élément électronique de temporisation ( 25) est disposé sur l'outil 12 2848898 de scellement ( 10) pour temporiser le signal électronique de commutation du déclencheur ( 17). Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'accumulation ( 20) est en 5 liaison avec un canal ( 33) pour la régulation de la puissance. 6 Outil de scellement selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que dans le guide-piston ( 12) est disposé un moyen de détection ( 29) pour constater la position du 10 piston et/ou sa vitesse, lequel moyen déclenche le signal électronique de commutation, en fonction de la position du piston et/ou de sa vitesse, pour ouvrir le moyen à soupape ( 24) à commande électronique, éventuellement en faisant intervenir l'unité de commande ( 28). 7 Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un canal d'échappement des gaz ( 39) est guidé par endroits autour de la chambre d'accumulation ( 20).