Brevet FR2848895A1 — 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 5 de fixation tels que clous, boulons, goujons dans un support, comportant une source de combustible, comportant une amenée de combustible depuis la source de combustible jusqu'à une chambre de combustion, et comportant au moins un dispositif de dosage qui est disposé entre la source de 10 combustible et la chambre de combustion Les outils de scellement de ce type peuvent être mis en oeuvre avec des combustibles gazeux ou liquides qui sont brlés dans une chambre de combustion et qui entraînent ainsi un pistonpoussoir pour des éléments de fixation. Le problème qui se pose de manière générale est d'ajouter le combustible pour chaque cycle de travail, dans une quantité dosée, à une quantité correspondante d'air ou d'oxygène servant de moyen d'oxydation La quantité d'oxygène disponible pour la combustion dépend fortement de 20 la température ambiante ainsi que de la pression de l'air et de son humidité La quantité de combustible nécessaire fluctue donc fortement avec les paramètres précités dans un cas extrême jusqu'à 40 % Ces fluctuations peuvent se répercuter de manière défavorable sur la combustion du 25 mélange d'air et de combustible lorsque ce dernier est trop riche ou trop pauvre en combustible Il est donc souhaitable d'adapter la quantité de combustible aux conditions ambiantes respectives. Par le document EP O 597 241 B 1, on connaît un outil 30 de scellement à actionnement par combustion du type considéré dans lequel l'ajout mesuré du combustible depuis la source de combustible jusqu'à la chambre de combustion s'effectue au moyen d'un dispositif de dosage qui contient 2 2848895 une soupape pouvant être excitée au moyen d'un électroaimant et qui est normalement fermée L'excitation s'effectue ici de manière électronique au moyen d'un circuit de commande qui réagit à un interrupteur et ouvre 5 la soupape pendant un intervalle de temps défini de manière commandable, afin de permettre un écoulement du combustible depuis la source de combustible jusqu'à la chambre de combustion. Il est désavantageux ici qu'en cas de fluctuations de 10 la pression initiale dans la source de combustible, la vitesse d'écoulement du combustible soit variable et qu'on puisse ainsi parvenir à des quantités de dosage non précises. On trouve en outre dans le document DE 42 43 617 Ai un 15 outil de scellement dans lequel une soupape d'arrivée de gaz est ouverte mécaniquement au cours d'un cycle de travail, de sorte que du combustible parvient depuis une source de combustible dans une chambre d'accumulation qui communique avec l'air ambiant Par cette liaison peut avoir 20 lieu un équilibrage de la pression et éventuellement de la température avec l'air ambiant, de sorte qu'un mélange adapté d'air et de combustible parvient dans la chambre de combustion Partant de cette chambre d'accumulation, le combustible parvient alors à un instant donné dans la 25 chambre de combustion Il est désavantageux ici qu'une perte de combustible puisse se produire aussi à travers la liaison avec l'air ambiant En outre, la pression régnant dans la chambre de dosage ne peut être régulée. La présente invention a donc pour but de développer un 30 outil de scellement du type précité qui évite les inconvénients ci-dessus et qui garantisse un dosage précis du combustible Ce but est atteint suivant l'invention en ce que le dispositif de dosage comprend un corps de refoulement disposé dans une chambre, pour chasser le combustible de la chambre dont le volume de déplacement est réglable. Il suffit que le dispositif de dosage comprenne un 5 corps de refoulement disposé dans une chambre, dont le volume de refoulement et donc la quantité de dosage soient réglables ou variables Le volume intérieur de la chambre de dosage, ou du réservoir, est ici constant dans la position initiale du corps de refoulement La quantité de 10 dosage peut ainsi être réglée de façon simple par le volume à refouler par le corps de refoulement Le corps de refoulement assure en même temps ici l'éjection de la quantité de dosage de combustible depuis le dispositif de dosage Grâce à cette double fonction, on peut obtenir une 15 construction très simple et une grande fonctionnalité du dispositif de dosage, et la quantité de combustible peut être adaptée aux conditions ambiantes. Il peut être intéressant que le volume de refoulement du corps de refoulement soit réglable au moyen d'un 20 dispositif de commande Ce dispositif de commande peut fonctionner ici de manière mécanique ou électronique. L'utilisateur d'un outil de scellement suivant l'invention n'a plus besoin de procéder lui-même à un réglage du volume de refoulement, car ceci est assuré par le dispositif de 25 commande L'outil peut ainsi être commandé de façon très simple. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'outil de scellement, il est prévu sur l'outil de scellement un moyen de réglage à actionner manuellement, par lequel le 30 volume de refoulement du corps de refoulement peut être réglé par l'utilisateur Un moyen de ce type est constitué par exemple par une roue moletée accessible de l'extérieur sur l'outil ou par un interrupteur à curseur On peut 4 2848895 prévoir ici plusieurs positions de commande ou encore un réglage continu. Dans un perfectionnement avantageux de l'outil de scellement, des moyens de détection sont prévus sur celui5 ci pour détecter les paramètres de l'outil et du milieu ambiant, etc, afin de transmettre les données saisies au dispositif de commande Le dispositif de commande peut définir ici par exemple pour chaque cycle de travail de l'outil de scellement, la quantité de combustible 10 nécessaire en fonction des paramètres déterminés par les moyens de détection, et commander en conséquence le volume de refoulement du corps de refoulement Ces paramètres peuvent contenir par exemple la pression atmosphérique, l'humidité de l'air, la température de l'air ainsi que la 15 température de l'outil. Les moyens de détection comprennent avantageusement des capteurs pour détecter la pression atmosphérique, la température et l'humidité de l'air ambiant En outre, on peut aussi prévoir un capteur pour détecter la température 20 intérieure de la chambre de combustion Par ces capteurs, on peut obtenir en quantité suffisante des données de mesure qui peuvent être utilisées pour déterminer un mélange idéal d'oxydant et de combustible. Il est avantageux en outre que la chambre, qui est 25 réalisée par exemple comme chambre de dosage, comporte une entrée et une sortie par lesquelles la chambre de dosage communique d'une part avec la source de combustible et d'autre part avec la chambre de combustion De manière avantageuse, à l'entrée comme à la sortie sont disposés des 30 moyens à soupape, tels que par exemple des clapets de nonretour, qui autorisent un transport du combustible uniquement dans la direction de la chambre de combustion. On évite par là des quantités insuffisantes lors du dosage 2848895 du combustible, puisqu'il est garanti que tout le combustible refoulé est amené à la chambre de combustion. Dans un perfectionnement avantageux de l'invention, le corps de refoulement est réalisé sous la forme d'un piston 5 qui est guidé déplaçable dans une chambre, en option de forme cylindrique La course de piston, qui est réglable par exemple au moyen du dispositif de commande ou du moyen de réglage, définit ici le volume de refoulement du corps de refoulement réalisé sous la forme d'un piston. Dans une variante de réalisation avantageuse, le corps de refoulement est réalisé sous la forme d'une membrane qui est disposée par exemple dans une ouverture de la chambre de dosage et qui l'obture de manière étanche aux fluides. Par un moyen d'actionnement approprié, la membrane est 15 déplaçable à l'intérieur de la chambre, la course de la membrane, qui définit le volume de refoulement étant réglable au moyen du dispositif de commande La membrane peut être sollicitée ici par exemple de manière hydraulique avec de l'air ou un liquide approprié, ou peut être 20 sollicitée aussi avec un poussoir déplaçable Dans le cas de la réalisation sous la forme d'une membrane, l'étanchéité, qui peut être garantie de façon simple au point d'intersection entre la membrane et la chambre, constitue un avantage. Il peut être avantageux également que le corps de refoulement puisse être sollicité par un actionneur électrique, tel que par exemple un électroaimant, un piézoélément ou un dispositif d'entraînement motorisé, lequel actionneur peut être excité par exemple par le 30 dispositif de commande Par l'actionneur, le corps de refoulement peut être déplacé avec une course déterminée, de sorte qu'une quantité de combustible de volume défini peut être éjectée de la chambre de dosage et amenée à la 6 2848895 chambre de combustion L'actionneur déplace ici le corps de refoulement avec une course réglable qui correspond à un volume de refoulement déterminé. Mais le corps de refoulement peut aussi être actionné 5 mécaniquement, par un mouvement induit par exemple par l'utilisateur Par exemple, un mouvement de pressage de l'outil de scellement contre un support peut être exploité pour déplacer le corps de refoulement à l'intérieur de la chambre de dosage et pour chasser de la chambre de dosage 10 une quantité de combustible correspondant à son volume de refoulement Le volume de refoulement est préréglé ici de manière avantageuse par le moyen de réglage ou par le dispositif de commande. D'autres avantages et moyens de l'invention ressortent 15 de la description faite ci-après et des dessins Sur les dessins, l'invention est représentée dans trois exemples de réalisation. Il est montré : Fig 1 de manière schématique, une première forme de 20 réalisation d'un outil de scellement suivant l'invention dans une vue en coupe longitudinale partielle, fig 2 de manière schématique, un détail de l'outil de scellement suivant l'invention de la figure 25 1 avec le dispositif de dosage, fig 3 de manière schématique, une deuxième forme de réalisation d'un outil de scellement suivant l'invention dans une vue en coupe longitudinale partielle, fig 4 de manière schématique, un détail de l'outil de scellement de la fig 3, avec le dispositif de dosage, 7 2848895 fig 5 de manière schématique, un détail d'une troisième forme de réalisation d'un outil de scellement suivant l'invention avec le dispositif de dosage. Sur les fig 1 et 2, l'outil de scellement 10 suivant l'invention est représenté dans une première forme de réalisation, dans sa position initiale ou position de repos L'outil de scellement 10 est mis en oeuvre dans le présent exemple de réalisation au moyen d'un gaz 10 combustible L'outil de scellement 10 comporte un boîtier 14 dans lequel est disposé un mécanisme de scellement au moyen duquel un élément de fixation, non reproduit ici, peut être enfoncé dans un support non représenté ici, lorsque l'outil de scellement 10 est pressé contre un 15 support et est déclenché. Le mécanisme de scellement comprend entre autres une chambre de combustion 13, un guide-piston 17 dans lequel est monté coulissant un piston-poussoir 16, et un guidegoujon 18 dans lequel peut être guidé un élément de 20 fixation, et o un élément de fixation est déplacé par l'extrémité côté direction de scellement, se déplaçant vers l'avant, du piston-poussoir 16, et peut être enfoncé dans un support Les éléments de fixation peuvent être tenus en réserve par exemple ici dans un magasin 19 de l'outil. Dans le présent exemple de réalisation, il est encore prévu dans la chambre de combustion 13 une unité d'amorçage, telle que par exemple une bougie d'allumage 23, pour allumer un mélange de gaz combustible et d'air introduit pour une opération de scellement dans la chambre 30 de combustion 13 L'arrivée du gaz combustible dans la chambre de combustion 13 s'effectue ici par une amenée de combustible 12 depuis un réservoir de combustible ou une source de combustible 11 Le sens d'amenée du gaz 8 2848895 combustible depuis le réservoir de combustible 11 jusqu'à la chambre de combustion 13 est indiqué par la référence 26 sur la fig 1. L'outil de scellement 10 suivant l'invention comporte 5 en outre un dispositif de commande électronique 20 qui est raccordé par des lignes d'arrivée électrique 47 à une source de courant 27, telle que par exemple une batterie ou un accumulateur, etc Le dispositif de commande 20 commande dans cet exemple de réalisation l'instant de l'amorçage et 10 donc l'unité d'amorçage ou la bougie d'allumage 23, par la ligne électrique 43 Une opération de scellement est déclenchée par l'utilisateur par pression de l'outil de scellement 10 contre un support et par actionnement d'un moyen de commande 25 sur une poignée 15 de l'outil de 15 scellement 10, qui transmet l'instruction de déclenchement, par une ligne électrique 45, au dispositif de commande 20. Il peut être prévu ici que l'outil de scellement 10 soit réalisé même sans unité de commande 20. Dans l'amenée de combustible 12, est disposé en outre 20 un dispositif de dosage 30 réglable manuellement Le dispositif de dosage 30 est reproduit de manière détaillée sur la fig 2 Le dispositif de dosage 30 comporte une chambre 31 disposée dans un boîtier 54 La chambre 31 est reliée (non représenté ici sur les dessins) par une entrée 25 32 à l'arrivée de combustible 12 provenant de la source de combustible 11 Par une sortie 33, la chambre 31 est en outre reliée (non représenté non plus ici sur les dessins) au tronçon, menant à la chambre de combustion 13, de l'arrivée de combustible 12. A l'entrée 32, est disposé un moyen à soupape 34 qui autorise seulement une entrée/arrivée du combustible à l'intérieur de la chambre 31 A la sortie 33 est disposé un moyen à soupape 35 qui autorise seulement une sortie/départ 9 2848895 du combustible à l'extérieur de la chambre 31 Dans une ouverture 36 menant à la chambre 31, un corps de refoulement 50, qui est réalisé sous la forme d'un piston, est guidé coulissant et rendu étanche par rapport aux 5 parois latérales de l'ouverture 36, par au moins un élément d'étanchéité 53 Le corps de refoulement 50 est disposé sans possibilité de mouvement à son extrémité tournée à l'opposé de la chambre 31, sur un moyen d'actionnement 24, telle qu'une tringlerie de pressage (cf aussi fig 1) Par 10 un moyen de réglage 52, tel que par exemple une vis moletée, la course maximale du corps de refoulement 50 dans la chambre 31 peut être réglée manuellement par l'utilisateur. Sur la fig 2, le corps de refoulement 50 est illustré 15 d'abord dans sa position initiale 50 1 Si l'outil de scellement 10 est pressé contre un support, dans une première position du moyen de réglage 24, le corps de refoulement 50 est déplacé dans le sens de la flèche 56 jusque dans une position de fin de course 50 2 Lors de 20 cette course du corps de refoulement 50, un volume de combustible est refoulé de la chambre 31 et amené à la chambre de combustion 13, par le moyen à soupape 35 s'ouvrant sous l'action d'un ressort de compression, à travers la sortie 33 et l'amenée de combustible 12. Dans une autre position du moyen de réglage 24, par exemple pour le fonctionnement de l'outil de scellement 10 au froid, lorsque l'on presse l'outil de scellement 10, le corps de refoulement 50 est déplacé dans le sens de la flèche 56 jusque dans une position de fin de course 50 3. 30 Lors de cette course plus longue du corps de refoulement 50, un plus grand volume de combustible que le volume décrit précédemment est refoulé de la chambre 31 et amené à la chambre de combustion 13 On peut encore prévoir en outre un moyen pour fixer temporairement le corps de no 2848895 refoulement dans ses positions de fin de course, afin d'empêcher une nouvelle amenée de combustible dans la chambre de combustion 13, en cas de soulèvement involontaire et pressage renouvelé de l'outil de scellement 10 avant le déclenchement de l'outil de scellement 10. L'outil de scellement 10, représenté sur les figures 3 et 4, diffère essentiellement de celui décrit précédemment, par le fait que le dispositif de commande 20 commande là aussi le dispositif de dosage 30 à commande électronique, 10 et donc le volume de refoulement du corps de refoulement Le dispositif de commande 20 peut être pourvu à cet effet par exemple d'un microprocesseur dans lequel peut se dérouler un programme de commande pour une ou plusieurs fonctions de l'outil. Le dispositif de commande 20 est relié par une ligne électrique 44 au dispositif de dosage 30, et ce au moyen d'un actionneur électrique 55 Par la ligne électrique 43, le dispositif de commande 20 est relié à la bougie d'amorçage 23 Le moyen de commande 25 ou le déclencheur 20 sur la poignée 15 de l'outil de scellement 10 commute électroniquement, et est relié par une ligne électrique 45 au dispositif de commande 20 Dans le dispositif de commande 20 peuvent être exploités en outre des données de mesure et des paramètres des capteurs, tels que par exemple 25 un capteur 22 pour détecter la température de la chambre de combustion et un capteur 21 pour détecter la température et la pression de l'air ambiant, et convertis en signaux de commande Le capteur 22 est relié ici par la ligne électrique 42, et le capteur 21 par la ligne électrique 41 30 au dispositif de commande 20 Les lignes électriques ou liaisons 41, 42, 43, 44, 45, 47 peuvent servir aussi bien à l'alimentation en énergie électrique, qu'à la transmission électronique des données Outre les capteurs 22, 21, d'autres capteurs peuvent aussi transmettre des données de mesure au dispositif de commande 20. En ce qui concerne la construction de principe du dispositif de dosage 30, il est pleinement fait référence ici à la description précédente des figures 1 et 2 Est modifiée seulement ici la commande du corps de refoulement 50 qui peut être actionnée ici par l'actionneur électrique 55 dans le sens de la flèche Par l'actionneur 55, le corps de refoulement 50 peut être déplacé, en fonction des 10 paramètres déterminés et de l'instruction de commande respective du dispositif de commande 20, dans différentes positions de fin de course 50 1, 50 2, 50 3 entre autres, de sorte qu'une quantité de combustible, correspondant au volume de refoulement, est amenée de la manière décrite 15 précédemment à la chambre de combustion. Sur la figure 5 est représentée une variante d'un dispositif de dosage 30 à commande électronique Le corps de refoulement 51 est réalisé ici sous la forme d'une membrane qui obture une ouverture 36 de la chambre 31 Le 20 corps de refoulement 51 ou la membrane peut être actionné dans cet exemple par un actionneur électrique 55 et être déplacé dans le sens 56 depuis une position initiale 50 1 dans différentes positions de fin de course 50 2, 50 3, etc. Pour d'autres commentaires, il est pleinement fait référence à la description précédente des figures 1 à 4. En outre, l'actionnement du corps de refoulement 50, 51 dans les exemples de réalisation selon les fig 3 à 5 peut s'effectuer par impulsions, au moyen de l'actionneur, 30 de sorte que l'on peut obtenir une grande vitesse d'écoulement du combustible vers la chambre de combustion 13 Ceci peut être exploité par exemple dans une buse d'injection à l'extrémité de l'amenée de combustible 12 dans la chambre de combustion 13, pour pulvériser finement le combustible. 13 2848895 REVENDICATIONS 1 Outil de scellement à actionnement par combustion, pour enfoncer des éléments de fixation tels que clous, boulons, goujons dans un support, comportant une source de combustible ( 11), comportant une amenée de combustible ( 12) depuis la source de combustible ( 11) jusqu'à une chambre de combustion ( 13), et comportant au moins un dispositif de dosage ( 30) qui est disposé entre la source de combustible ( 11) et la chambre 10 de combustion ( 13), caractérisé en ce que le dispositif de dosage ( 30) comprend un corps de refoulement ( 50, 51) disposé dans une chambre ( 31), pour chasser le combustible de la chambre ( 31) dont le volume de 15 déplacement est réglable. 2 Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume de refoulement du corps de refoulement ( 50, 51) est réglable au moyen d'un dispositif de commande ( 50, 51). 3 Outil de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume de refoulement du corps de refoulement ( 50, 51) est réglable par un moyen de réglage ( 52) à actionner manuellement. 4 Outil de scellement selon la revendication 1 ou 2, 25 caractérisé en ce que sur l'outil de scellement sont prévus des moyens de détection pour détecter des paramètres de l'outil et/ou du milieu ambiant, et pour transmettre au dispositif de commande ( 20) les données saisies, le volume de refoulement du corps de refoulement ( 50, 51) étant 30 préréglé dans le dispositif de commande ( 20) par les paramètres déterminés. Outil de scellement selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de détection sont des capteurs ( 20, 21) pour détecter la pression de l'air et la température de l'air ambiant ainsi que la température de la chambre de combustion. 6 Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre ( 31) comporte une entrée ( 32) et une sortie ( 33), des moyens à soupape ( 34, 35) étant disposés à l'entrée ( 32) et à la sortie ( 33) de 10 la chambre ( 31), lesquels autorisent un transport du combustible uniquement dans la direction ( 26) vers la chambre de combustion ( 13). 7 Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 50) 15 est réalisé sous la forme d'un piston qui est guidé déplaçable dans la chambre ( 31) et dont la course de piston définit le volume de refoulement. 8 Outil de scellement selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 51) est 20 réalisé sous la forme d'une membrane qui obture une ouverture ( 36) de la chambre ( 31) de manière étanche aux fluides, et qui est déplaçcable à l'intérieur de la chambre ( 31), la course de la membrane définissant le volume de refoulement. 9 Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 50, 51) peut être actionné par un actionneur électrique ( 55) qui peut être excité en option par le dispositif de commande ( 20), et qui est déplaçable dans un mouvement 30 d'éjection du combustible. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 50) peut être actionné mécaniquement par un moyen 15 2848895 d'actionnement ( 24), et déplacé dans d'éjection du combustible. un mouvement