Brevet FR2887958A1 — publié le 20070105

L'invention concerne un appareil de fixation à gaz d'éléments de fixation, comportant une cartouche de gaz raccordée à une chambre de combustion par l'intermédiaire d'un organe de transmission constitué d'une vanne à commande électromagnétique. Comme appareils de fixation à gaz, on peut considérer, par exemple, des cloueurs, des marteaux et autres agrafeuses. La vanne, en référence à la figure 1, est commandée par un module de Io commande 1 alimenté par une batterie 11 et alimentant en courant un solénoïde 6 par l'intermédiaire d'un étage de sortie 8, généralement un transistor de puissance 8. Le solénoïde 6, quand il est alimenté, provoque l'ouverture de la vanne et is permet l'admission du gaz dans la chambre de combustion de l'appareil à partir de la cartouche de gaz 3 par l'intermédiaire d'une tubulure d'admission 4. Quand la quantité de gaz jugée nécessaire est admise dans la chambre, le module 1 stoppe l'alimentation en courant du solénoïde 6 qui se décharge dans une diode 7 de protection de l'étage de sortie et pour permettre la fermeture de la vanne 2 sous l'action d'un ressort de rappel (non représenté). En réalité, il s'avère que la précision de la quantité de gaz admise dans la chambre de combustion n'a jusqu'à présent pas fait l'objet d'une attention particulière. Or, elle est à l'origine de disparités de fonctionnement pouvant entraîner une usure prématurée de l'appareil, ou au moins un rendement dégradé. La demanderesse a eu l'idée de chercher un moyen de régler précisément cette quantité de gaz. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de commande d'une vanne de transmission de gaz d'une cartouche de gaz dans une chambre de combustion 2887958 2 d'un appareil de fixation à gaz, comportant un solénoïde de commande de la vanne, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de réglage pour stabiliser la décharge dudit solénoïde. De préférence, le dispositif comportant en sortie une diode de décharge du solénoïde pour évacuer l'énergie électrique y emmagasinée pendant l'ouverture de la vanne, le circuit de réglage comporte au moins une diode de réglage de tension, montée en série avec la diode de décharge. io Dans ce cas, la diode de réglage de tension peut être une diode Zener, choisie en fonction de sa tension de claquage ou tension Zener pour régler la vitesse de fermeture de la vanne à une valeur souhaitée. L'invention concerne également un appareil de fixation à gaz comprenant le is dispositif de commande de l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante d'une forme de réalisation préférée du moteur d'électrovanne pour appareil de fixation à gaz selon l'invention, et du dessin l'illustrant, sur lequel: la figure 1 est un schéma du dispositif de commande ordinaire d'une vanne d'admission de gaz d'un appareil de fixation à gaz; - la figure 2 est un chronogramme de plusieurs commandes électriques d'une vanne dont celle résultant du dispositif de commande conforme à l'invention; la figure 3 est le tracé d'une caractéristique couranttension d'un circuit de décharge; - la figure 4 est un schéma du dispositif de commande d'une vanne d'appareil de fixation à gaz conforme à l'invention; - la figure 5 est le tracé des caractéristiques couranttension des circuits de 30 décharge et de réglage conforme à l'invention; la figure 6 est un chronogramme de l'évolution du courant de commande et de la tension aux bornes du solénoïde sans le circuit de réglage de l'invention et - la figure 7 est un chronogramme de l'évolution du courant de commande 2887958 3 et de la tension aux bornes du dispositif de commande conforme à l'invention. En référence à la figure 2, les instants étant comptés à partir de l'instant repéré 0 du début de la commande appliquée par le module 1, et suite à l'alimentation du solénoïde 6 en un courant le délivré par ce même module 1, tl est l'instant d'ouverture de la vanne 2 et t2 celui de l'arrêt de cette alimentation. io L'instant t1 est constant parce que la montée du courant I pour atteindre dans le solénoïde 6 le seuil Io d'ouverture de la vanne est de durée courte. Pour la fermeture de la vanne 2, à partir de l'arrêt t2 de l'alimentation du solénoïde 6, la diode 7 évacue plus ou moins rapidement l'énergie stockée dans le solénoïde 6, selon l'une des courbes 13 ou 14 de fermeture, et l'instant de la fermeture de la vanne 2 intervient seulement quand I atteint un courant résiduel If en-deça duquel l'action magnétique du solénoïde 6 ne peut plus compenser l'action du ressort de rappel de la vanne 2, c'est-à-dire après une durée variable, la fermeture pouvant intervenir entre des instants t3 et t4 correspondant à des courbes caractéristiques de décharge 13 et 14 du solénoïde 6 dans la diode 7. Grâce à la diode Zener 9 de réglage de tension, en série avec la diode de décharge 7 (figure 4), on peut obtenir la fermeture de la vanne 2 en un intervalle de temps de décharge t5-t2 correspondant à la courbe 15 à pente plus grande et bien mieux stabilisée parce que beaucoup plus courte, permettant d'obtenir une durée T d'ouverture de la vanne 2 égale à t5 t1, qui est bien plus stable, donc prévisible, ce qui permet de la contrôler. On notera que la diode Zener 9 est de sens passant opposé à celui de la diode de décharge 7. En conséquence, la quantité de gaz admise dans la chambre de combustion est bien plus précise. 2887958 4 En référence à la figure 3, la caractéristique 21, 22, représentant le courant Id circulant dans le circuit de décharge 7, donc ici une diode de décharge, en fonction de la tension V aux bornes du solénoïde 6, présente un coude à la tension de seuil Vo d'environ 0,6 volt à partir duquel la diode 7 est passante. Toutes les diodes dites de redressement ont une tension de seuil d'environ cette valeur. La diode de décharge 7 permet une évacuation de l'énergie emmagasinée dans le solénoïde 6 grâce à un courant Id s'établissant à une valeur égale à Io Vo/L, L étant la réactance du solénoïde 6. Les courbes caractéristiques courant tension, en tirets 21-22 pour la diode de décharge 7, en tirets 33-31-32 pour la diode Zener 9, en opposition avec la diode de décharge 7, et en trait plein 34-35-36 pour la caractéristique de l'ensemble des deux diodes, sont représentées sur la figure 5. Dans le sens passant, les deux diodes ont la même caractéristique et présentent un seuil Vo de 0.6 volt et ici Vo pour la diode zener 9, puisqu'elle est en opposition à la diode de décharge 7. Puisque les deux diodes 7 et 9 sont en série, dans le sens bloqué de la diode de décharge 7, aucun courant Id ne peut circuler dans la diode zener 9, ce qui permet au module 1 de commander l'ouverture de la vanne 2 dans les mêmes conditions que si la diode zener 9 n'était pas présente. Par contre, dans le sens bloqué d'une diode zener, c'est-à-dire ici, et pour la même raison que ci-dessus, dans le sens passant de la diode de décharge 7, la caractéristique de la diode zener 9 présente un coude à la tension zener Vz, ou tension de claquage, d'environ 6,8 volts. Comme les deux diodes sont en série, c'est cette tension zener qui détermine la tension aux bornes du solénoïde 6 et donc la valeur du courant Id de sa décharge au moment de la fermeture de la vanne 2, ici sensiblement égale à (Vo + Vz) / L. 2887958 5 La raideur de la courbe caractéristique 15 est ainsi au moins dix fois plus grande et l'imprécision de l'instant t5 de fermeture de la vanne 2 change dans la même proportion, au moins dix fois moindre. Il en résulte que la quantité de gaz admise dans la chambre de combustion est plus précisément déterminée. La différence de fonctionnement entre les dispositifs de commande avant et après la mise en place de la diode zener 9 est bien illustrée par les figures 6 et io 7. Sur la figure 6, le chronogramme 40 de la tension V aux bornes du solénoïde 6 est en trait plein et celui 45 du courant le et Id en trait pointillés. La surface hachurée 41 correspond à l'image de l'énergie évacuée par la diode 7. Elle est is étalée dans le temps si bien que la durée T se termine à un instant t3 ou t4 en retard par rapport à l'instant t2 de la commande de fermeture de la vanne 2. Au contraire, sur la figure 7, la surface hachurée 43 qui correspond à l'image de l'énergie évacuée par la diode 7 est étalée en tension si bien que la durée T se termine à un instant t5 très proche de l'instant t2 de la commande de fermeture de la vanne 2. On peut choisir la diode Zener en fonction de sa tension de claquage ou tension zener Vz pour augmenter encore la brièveté de la durée t5 t2 et régler ainsi la précision et la vitesse de fermeture de la vanne 2 à la valeur souhaitée. Vz peut être choisie entre 6,8 volts et 20 volts environ. En effet, la valeur maximale du courand Id est égale au courant entre t 1 et t2 (Id max = Vbatterie/Rsolénoïde). La valeur maximale du courant Id ne dépend pas de la tension Zener. De la valeur de la tension de la tension Zener dépend la pente du courant de décharge mais pas la valeur maximale du courant. Si la tension Zener est choisie supérieure à 6,8 V, le temps de fermeture entre t2 et t5 ne décroît presque plus, car la vitesse de fermeture de la vanne 2 est limitée par la vitesse de déplacement du ressort de rappel (limite mécanique). 2887958 6 On aurait pu, au lieu de la diode Zener, ajouter n diodes Di de réglage (non représentées) en série avec la diode de décharge 7, le courant I prend la valeur (n + 1) .Vo / L beaucoup plus grande que celle ci dessus, et l'énergie s'évacue beaucoup plus vite et est également rendue plus stable. Mais il faudrait alors beaucoup de diodes pour obtenir une rapidité de fermeture de la vanne 2 conduisant à une bonne stabilité de T. Cette solution est moins intéressante. 7 REVENDICATIONS 1- Dispositif (1, 6) de commande d'une vanne (2) de transmission de gaz d'une cartouche de gaz (3) dans une chambre de combustion d'un appareil de fixation à gaz, comportant un solénoïde (6) de commande de la vanne (2) , caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de réglage (9) pour stabiliser la décharge (Id) dudit solénoïde (6). 2- Dispositif selon la revendication 1, comportant en sortie un circuit (7) de décharge du solénoïde (6) pour évacuer l'énergie électrique y emmagasinée pendant l'ouverture de la vanne (2), et dans lequel le circuit de réglage comporte au moins une diode de réglage de tension (9). 3- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le circuit de réglage (9) est 15 en série avec le circuit de décharge (7). 4- Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel la diode de réglage de tension (9) est une diode Zener, choisie en fonction de sa tension de claquage (Vz) pour régler la vitesse de fermeture de la vanne (2). 5- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le circuit de réglage (9) est mis en opposition avec le circuit de décharge (7). 6- Appareil de fixation à gaz comportant le dispositif de commande de l'une 25 des revendications 1 à 5.