Brevet FR2947200A1 — publié le 20101231

L'invention concerne un outil de pose d'éléments de fixation, à moteur à combustion interne, avec un système de commande d'admission d'un combustible dans une chambre de combustion dudit outil, ledit outil comprenant en outre une source de combustible, un moyen de mise à feu dudit combustible dans ladite chambre de combustion, ledit système comprenant des moyens incluant une vanne normalement fermée, avec un port d'admission agencé pour communiquer avec ladite source de combustible et un port d'échappement agencé pour communiquer avec ladite chambre de combustion. Par le brevet EP 0597241, on connait un tel outil, dans lequel le système de commande d'admission comprend en outre un électroaimant pouvant être excité pour ouvrir la vanne et des moyens incluant un circuit électronique agencé pour, sous la commande du commutateur, commander l'électroaimant pour ouvrir ladite vanne, en réponse à la fermeture dudit commutateur, afin de permettre audit combustible de s'écouler de ladite source dans ladite chambre de combustion. En fait, jusqu'à aujourdhui, le combustible qu'on utilisait était un gaz liquéfié et pressurisé qui, dans la cartouche et à l'entrée de la vanne, se trouve en phase liquide et, à la sortie de la vanne et dans la chambre de combustion, en phase vapeur. Avec un électroaimant, la vanne, qu'on peut appeler électrovanne, fonctionne en tout ou rien, c'est-à-dire qu'elle est soit fermée soit ouverte. En d'autres termes, l'électrovanne délivre la dose de combustible en une seule fois, ce qui n'est pas forcément un gage de précision. Cette précision est d'autant plus délicate à maîtriser que la réponse de l'électrovanne à la commande du commutateur s'effectue avec un transitoire qui ajoute à l'imprécision de son temps d'ouverture. Il en résulte que les opérateurs, pour être sûrs de disposer de la quantité nécessaire de combustible, ont tendance à augmenter la dose de combustible de façon inconsidérée, ce qui fait perdre le bénéfice du combustible, qui est de pouvoir, avec une même source de combustible, une cartouche, entraîner un très grand nombre d'éléments de fixation. De surcroît, ce � surdosage � du combustible contribue à encrasser l'outil de pose, à augmenter les résidus de combustion. Bref, la demanderesse a cherché à s'affranchir des difficultés provoquées par les électrovannes dans les outils de pose d'éléments de fixation, appelés encore outils de scellement, et c'est ainsi qu'elle propose son invention. A cet effet, l'invention concerne un outil de pose d'éléments de fixation du type défini ci-dessus, caractérisé par le fait que la vanne est un injecteur de combustible agencé pour pressuriser le combustible à sa sortie et ainsi le microniser. On soulignera d'entrée que le meilleur exemple d'injecteur de l'invention qu'on puisse considérer est un injecteur piezoélectrique, avec un empilement de quartz piezoélectriques qui constitue un transducteur électromécanique. Comme outil de pose d'éléments de fixation, il faut entendre un outil de pose directe ou indirecte. Comme outil de pose directe, on peut considérer un cloueur, une agrafeuse et, comme outil de pose indirecte, on peut considérer un pistolet d'injection de résine d'ancrage ou de scellement. Les avantages de l'outil de l'invention sont nombreux. Du fait de la pressurisation, le combustible sort de l'injecteur en un jet très fin, ce qui rend la combustion plus efficace. L'outil de pose de l'invention fonctionne aussi bien avec un gaz liquéfié et pressurisé qu'avec un liquide comme de l'alcool, non pressurisé, comme par exemple le méthanol, qui présente l'avantage de pouvoir être également utilisé comme source d'énergie d'une pile à combustible. Le temps de réponse d'un injecteur piezoélectrique est très court, précis et constant. Le dosage du combustible dans la chambre de combustion peut donc être précis. Grâce à la rapidité d'un tel injecteur, l'injection de combustible dans la chambre de combustion peut être effectuée en plusieurs fois. On peut même envisager d'abord une dose de réchauffement, puis une dose principale et, enfin, une dose de nettoyage pour brûler les résidus. Un outil à injecteur piezoélectrique est à l'évidence moins polluant. Enfin l'outil de l'invention peut-être petit et léger. De préférence, il est prévu un circuit électronique agencé pour, sous la commande d'un commutateur, ouvrir l'injecteur pendant au moins un intervalle de temps prédéterminé, afin de permettre au dit combustible de s'écouler de ladite source dans ladite chambre de combustion. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de l'outil de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel la figure 1 est une vue en perspective d'un outil de pose selon l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle de l'outil de l'invention suivant la lignee 2-2 de la figure 1 et la figure 3 est une vue en coupe logitudinale partielle, à plus grande échelle, de l'injecteur de l'outil de la figure 2. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'outil 10 de pose d'éléments de fixation à combustion interne possède une batterie 12, un système d'allumage comprenant, parmi d'autres éléments, un commutateur, ou un interrupteur, de tête 14 et un interrupteur de déclanchement 16. De préférence, un système d'alimentation en combustible coopère avec le système d'allumage pour que du combustible puisse s'écouler dans une chambre de combustion C de l'outil 10 pendant un certain intervalle de temps après l'actionnement de l'interrupteur de tête 14. Selon une autre possibilité, le système d'alimentation en combustible coopère avec le système d'allumage pour que le combustible s'écoule, dans la chambre de combustion C, pendant un certain intervalle de temps après l'actionnement de l'interrupteur de déclenchement 16. De préférence, le système d'allumage est similaire au système d'allumage décrit dans le brevet US 5 133 329. L'interrupteur de tête 14 est normalement ouvert et est agencé pour être fermé de façon connue par un élément mobile 18 d'un type connu, tel que représenté sur la figure 2, lorsqu'un élément de contact 20 du palpeur, d'un type connu, est en appui contre un support destiné à recevoir l'élément de fixation. Lorsque le palpeur 20 est en appui, l'élément mobile 18 ferme la chambre de combustion C, dans laquelle un ventilateur 22 d'un type connu peut être actionné. De préférence, l'interrupteur de tête 14 est un interrupteur photoélectrique. Tel que décrit dans le brevet US 5133329, l'interrupteur 16 de déclenchement, ou de mise à feu, doit aussi être fermé lorsque l'interrupteur de tête 14 est fermé, pour que le système d'allumage puisse mettre à feu le combustible dans la chambre de combustion C. Une gâchette manuelle 24 est prévue pour fermer l'interrupteur de déclenchement 16. Dans l'outil 10, le combustible est ici un hydrocarbure qui sort à l'état liquide d'une cartouche pressurisée 30 d'un type connu. La cartouche 30 présente un embout de sortie 32, qui doit être enfoncé pour permettre l'écoulement du combustible hors de la cartouche 30 par l'embout de sortie 32. L'outil 10 est agencé pour que l'embout de sortie 32 soit enfoncé lorsque la cartouche 30 est insérée dans l'outil 10. Ainsi l'outil 10 comporte une enveloppe 40, dans laquelle la cartouche 30 est insérée, et qui présente une cavité 46, dont la forme permet d'y loger un injecteur de combustible 60 décrit par la suite. L'enveloppe 40 comporte un réseau de conduits de passage 42, 44 par lesquels s'écoule l'hydrocarbure combustible sortant de la cartouche 30 par l'embout de sortie 32. L'embout de sortie 32 débouche dans le conduit de passage 42 lorsque la cartouche 30 est insérée dans l'outil 10. Le conduit de passage 44 prolonge en fait le conduit de passage 42 de l'enveloppe 40 dans l'injecteur 60. L'injecteur 60 comporte une chambre de retenue 48, dans laquelle débouche le conduit de passage 44, qui est un port d'admission, chambre 48 qui se termine par une buse 50, obturée ou non par une aiguille 51, comme on va maintenant le décrire, la buse 50 constituant un port d'échappement. La buse 50 communique avec la chambre de combustion C. Le système d'alimentation en combustible comprend l'injecteur de combustible 60 monté dans la cavité 46. Tel que décrit plus loin, l'injecteur de combustible 60 est agencé pour injecter le combustible dans la chambre de combustion C pendant un intervalle de temps prédéterminé pour contrôler ainsi le volume de combustible injecté. L'intervalle de temps varie avec la température ambiante et la pression ambiante. L'injecteur piezoélectrique 60, représenté sur la figure 3 dans une forme de réalisation particulière, comporte donc un conduit d'entrée 44, une buse de sortie 50, une chambre de retenue 48, dans laquelle débouche le conduit 44 qui communique également avec une chambre 52 qui sépare le dessus de l'aiguille, ou pointeau, d'injecteur 51 du dessous d'un piston 53 monté dans le puits central 54 de l'empilement de disques (quartz), piezoélectriques 55 qui repose sur une base 56. Un joint d'étanchéité annulaire 57 entoure le piston 53. Les fils électriques 58, 59, reliés à la batterie 12 et à la masse, respectivement, permettent d'appliquer un potentiel électrique longitudinal aux deux extrémités axiales de l'empilement 55. Sous tension, l'empilement se dilate dans la dimension longitudinale (axiale). Une rondelle 61, avec un rebord annulaire 62, est disposée au-dessus de l'empilement 55 et se déplace avec lui. Le piston 53 comporte une tête 63 disposée entre la rondelle à rebord 61 et une deuxième rondelle ressort voûtée 64 fixée ici à l'enveloppe 40 de l'outil. Une troisième rondelle 65 est disposée entre la deuxième rondelle voûtée 64 et une quatrième rondelle Belleville 66 dont la fonction est de rappeler le pointeau 51 vers la buse 50 en l'absence d'une tension aux bornes de l'empilement piezoélectrique 55. La rondelle ressort voûtée 64 est concave vers la rondelle Belleville 66. Quand elle est repoussée vers cette rondelle Belleville, par le piston 53, sur sa face convexe tournée vers le piston 53, elle franchit à un moment un point d'instabilité et sa voûte s'inverse pour devenir concave vers le piston. La rondelle voûtée 64 est définie pour que le déplacement possible de sa position centrale soit sensiblement égal ou très peu supérieur à la longueur dont doit être déplacée le pointeau 51 entre sa position d'obturation et sa position d'ouverture de la buse 50. Dans l'injecteur 60, il est prévu une vis de réglage 67 pour régler la tension de la rondelle Belleville 66. Quand on applique une tension aux bornes de l'empilement piezoélectrique 55, il subit une petite expansion et le piston 53, par sa tête 63, est entraîné en déplacement vers le bord de la rondelle Belleville 66 (vers la droite sur la figure 3). Ce mouvement du piston 53 fait tomber la pression dans la chambre 52, créant ainsi une pression différentielle sur le pointeau 51 qui, de ce fait, se déplace dans la même direction que le piston 53, en position d'ouverture de la buse 50. Il en résulte un jet de combustible sous pression et micronisé dans la chambre de combustion C. Comme la section du piston 53, près du pointeau 51, est plus grande que celle du pointeau, la longueur du déplacement du pointeau est plus grande que celle de 30 l'expansion de l'empilement piezoélectrique 55 et du déplacement du piston 53. Quand on coupe la tension aux bornes de l'empilement piezoélectrique 55, il se rétracte et la rondelle ressort voûtée 64 s'inverse pour présenter une face convexe vers le piston et le pointeau qui revient en position d'obturation de la buse 50. On vient de décrire un injecteur piezoélectrique particulier. Bien entendu, tout autre injecteur piezoélectrique conviendrait parfaitement. Le combustible est avantageusement introduit dans la chambre de combustion d'une manière commandée dans le temps, plutôt que d'une manière commandée en volume. En outre, certains composants ne sont pas nécessaires pour différents combustibles, différentes conditions de température ambiante ou différentes altitudes. Aucune force mécanique n'est requise pour l'alimentation en combustible. Le système peut comprendre en outre un moyen pour faire varier l'intervalle de temps en réponse à des variations de la température ambiante. Le système peut comprendre en outre un moyen pour faire varier l'intervalle de temps en réponse à des variations de la pression ambiante. REVENDICATIONS1) 0 util (10) de pose d'éléments de fixation, à moteur à combustion interne, avec un système de commande d'admission d'un combustible dans une chambre de combustion (C) dudit outil, ledit outil comprenant en outre une source de combustible (30), un moyen (14, 16) de mise à feu dudit combustible dans ladite chambre de combustion (C), ledit système comprenant des moyens incluant une vanne (60) normalement fermée, avec un port d'admission (44) agencé pour communiquer avec ladite source de combustible (30) et un port d'échappement (50) agencé pour communiquer avec ladite chambre de combustion (C), caractérisé par le fait que la vanne (60) est un injecteur de combustible agencé pour pressuriser le combustible à sa sortie et ainsi le microniser. 2) Outil selon la revendication 1, dans lequel l'injecteur est un injecteur piezoélectrique (60). 3) Outil selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel il est prévu un circuit électronique agencé pour, sous la commande d'un commutateur (14, 16), ouvrir l'injecteur (60) pendant au moins un intervalle de temps prédéterminé, afin de permettre au dit combustible de s'écouler de ladite source (30) dans ladite chambre de combustion (C). 4) Outil selon l'une des revendications 1 à 3, qui est un outil du groupe comprenant un cloueur, une agrafeuse, un pistolet d'injection de résine d'ancrage.