Brevet FR2956604A1 — publié le 20110826

Cartouche d'un combusttible avec un additif à plage d'explosibilité très large et ce combustible L'invention concerne le domaine de la fixation de pointes, clous, agrafes et autres éléments de fixation de ce type à l'aide d'appareils à combustion interne dans lesquels un piston est propulsé vers l'avant sous l'action de la mise à feu d'un combustible pour, à son tour, entraîner dans un matériau support les éléments de fixation préalablement introduits dans un guide-pointe de ces appareils. On connaît aujourd'hui des appareils à cartouches de poudre et des appareils à cartouche de combustible fluide (liquide/gaz), dits appareils à gaz. C'est de ces derniers appareils à gaz dont il s'agit ici. L'intérêt des appareils à gaz n'est plus à définir aujourd'hui et on épargnera donc le lecteur de l'énoncé des multiples avantages des combustibles liquides pour appareils de fixation. Généralement, on fait appel à une cartouche de gaz combustible liquéfié, disposée dans l'appareil pour, à l'aide d'un dispositif de dosage-injection, également disposé dans l'appareil, extraire une dose déterminée de combustible de la cartouche et l'injecter dans la chambre de combustion de l'appareil où le combustible est mélangé à de l'air avant que le mélange ne soit mis à feu. A la sortie de la cartouche, le combustible liquide est immédiatement vaporisé. Les dispositifs de dosage/injection peuvent être mécaniques ou électroniques. Avec les combustibles usuellement utilisés aujourd'hui (propane, butane, etc.), pour que l'explosion se produise dans la chambre de combustion, le gaz et l'air du mélange doivent se trouver dans des proportions exclusivement stoechiométriques. Autrement dit, il faut que le mélange contienne relativement beaucoup de combustible. Et comme rappelé dans FR 2.240.361, lorsque le mélange est rendu moins riche en combustible, on atteint rapidement un point où le mélange n'est plus inflammable. Et plus il y a de combustible, plus la puissance des appareils est grande. Cela peut être néfaste dans les cas où les matériaux supports sont relativement tendres ou friables et les pièces à fixer relativement fragiles. L'invention de la présente demande vise à résoudre ce problème. Ainsi, l'invention concerne tout d'abord un combustible pour appareils de fixation à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il est additionné d'un additif à plage d'explositibilité très large. Par plage très large d'explositibilité, il faut entendre une plage, des proportions de l'additif par rapport à l'air des mélanges qui peuvent être mis à feu, qui s'étend d'une limite inférieure (LIE) de quelques pourcents d'additif à une limite supérieure (LSE) de plusieurs dizaines de pourcents. Grâce à l'invention, le mélange combustible avec l'additif permet d'abaisser la limite inférieure d'explosibilité et donc d'appauvrir le mélange en combustible, grâce à quoi, la pression d'explosion peut être considérablement réduite et, avec elle, la puissance du « moteur » des appareils permettant ainsi d'utiliser les appareils pour les applications demandant une puissance réduite, c'est-à-dire pour des matériaux tendres ou friables et pour notamment des clous courts. Cela permet de ne pas user inutilement les outils de fixation et de ne pas détruire si utile, ni les pièces à fixer, ni les matériaux supports destinés à les recevoir. Plus généralement, l'invention permet un réglage de puissance et, plus particulièrement, une réduction de puissance en sous-dosant le combustible, ce qui est avantageux lorsqu'on procède à un dosage avec injection électronique. Le balayage d'une large plage de puissance devient ainsi possible. Le sous-dosage peut intervenir de différentes façons : - réduction du temps d'extraction du combustible de la cartouche, - réduction du débit d'extraction du combustible de la cartouche, - changement de dispositif de dosage-injection. 30 On considérera de préférence un combustible fluide. De préférence, on considère l'hydrogène comme additif à large plage d'explosibilité qui, pour cet élément, s'étend de 4 à 75%. Plus difficile à prendre en considération mais qui reste possible est l'acétylène, dont la plage s'étend de 2,5 à 81%. 35 On notera que FR 2.240.361 enseigne de mélanger de l'hydrogène à un mélange d'hydrocarbure combustible-air pour étendre les limites d'inflammabilité et rendre un moteur à combustion interne non polluant. Par ce document, on cherchait à étendre le rapport combustible/air dans la région très peu riche en combustible. En admettant même que l'homme du métier ait trouvé un tel document considéré comme non fortuit, le prendre en compte, alors qu'il émanait de l'administration américaine pour l'aéronautique et l'espace (NASA), qu'il ne visait qu'à réduire la pollution et qu'il s'agissait d'un véritable moteur à combustion interne, avec manette des gaz, ne pouvait qu'être le fruit d'une activité inventive certaine, sans parler du fait que ce document a été publié il y a trente cinq ans. L'invention concerne également une cartouche de combustible pour 15 appareils de fixation à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle contient également un additif à plage d'explosibilité très large. On a vu que grâce à l'invention, avec un même mélange, on peut faire varier le volume de combustible qu'on injecte dans la chambre de combustion 20 des outils de scellement. La demanderesse a eu l'idée, quand on associe une cartouche de combustible de l'invention avec des éléments de fixation particuliers, correspondant ainsi à une application particulière de la cartouche, d'associer 25 également, à l'ensemble cartouche-éléments de fixation d'application particulière, un support d'informations sur l'application particulière. Grâce à ces informations, soit un opérateur en déduit que le doseur mécanique est correct pour l'application, soit l'outil adapte la dose d'injection électroniquement en fonction des informations, sans que l'opérateur n'ait quoi que ce soit à faire. 30 De préférence, le support d'information est une étiquette RFID fixée à l'extérieur de la cartouche ou disposée à l'intérieur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de 35 plusieurs formes de réalisation de la cartouche de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel - la figure 1 est une vue, avec arraché, d'une cartouche pour combustible, mais sans combustible et sans sac intérieur, - la figure 2 est une vue de la cartouche de la figure 1, remplie d'un combustible classique en phases liquide et vapeur ; - la figure 3 est une vue de la cartouche de la figure 2, le combustible étant additionné dans sa phase vapeur d'un additif gazeux ; - la figure 4 est une vue de la cartouche de la figure 3 avec une partie de l'additif dissout dans la phase liquide ; - la figure 5 est une vue de la cartouche de la figure 1 avec un sac intérieur rempli d'un combustible avec additif et baignant dans la phase gazeuse d'un propulseur ; - la figure 6 est une vue en perspective d'une cartouche de l'invention avec une étiquette RFID et - la figure 7 est une vue en perspective d'une cartouche de l'invention avec un doseur mécanique. La cartouche des figures 1-5 comprend un réservoir classique 1, généralement cylindrique et ici en aluminium, s'étendant depuis un fond 2 jusqu'à une sortie 3 comportant une cuvette 4 entourée d'un bourrelet 5, pour recevoir un adaptateur de raccordement à un dispositif de dosage-injection d'un appareil de fixation à combustion interne tout autant classique. Dans la cuvette 4 est monté un embout d'éjection 6, monté coulissant contre l'action d'un ressort de rappel en position de repos, comme sur la figure 1. Le ressort est situé dans la partie poussoir d'un carter 7 sous la cuvette 4. Sur la figure 2, la cartouche 1 est remplie d'un combustible classique destiné à être envoyé dans la chambre de combustion d'un appareil de fixation. Le combustible se trouve, dans la partie basse du réservoir 1, en phase liquide 8 et, dans la partie haute, sous la cuvette 4, en phase vapeur 9. Sur la figure 3, la phase vapeur 9 du combustible est additionnée d'un additif 10, ici de l'hydrogène, dans sa forme gazeuse. Sur la figure 4, non seulement la phase vapeur 9 contient de l'additif 35 (hydrogène) 10, mais la phase liquide 8 contient également de l'additif (hydrogène) dissout 11. L'additif liquide y est représenté à titre purement illustratif puisqu'il est dissout dans la phase.30 La figure 5 représente une cartouche qui se distingue de celle des figures 1-4 par son sac intérieur 12 fixé au carter 7 et qui baigne dans un propulseur 13 qui comprime le sac 12 et maintient son contenu - le combustible 8 et l'additif 11 - en phase liquide. Le propulseur 13 se trouve en phase gazeuse mais avec ici une petite proportion de phase liquide. Le combustible, additionné ici d'hydrogène, est expulsé hors du sac 12 au fur et à mesure de la consommation, le liquide étant vaporisé à la sortie de la cartouche 1. Le combustible additionné de son additif est injecté dans la chambre de combustion de l'appareil de fixation depuis la cartouche et à travers un dispositif d'éjection-dosage. On pourrait concevoir d'injecter le combustible à partir d'une cartouche classique et de prévoir une deuxième cartouche pour l'additif à plage d'explosibilité très large reliée aussi à la chambre de combustion à travers un deuxième dispositif d'éjection-dosage. En référence à la figure 6, la cartouche 1 comporte une étiquette 15 sur laquelle est stockée l'information sur la dose de gaz à envoyer dans la chambre de combustion pour l'application particulière considérée et la cartouche considérée, cette dose correspondant à la puissance à fournir. Il s'agit en l'occurrence d'une étiquette RFID (identification par radiofréquences). Pour autre support d'information pourrait également convenir, comme, par exemple, une étiquette à code barres. Ici, l'étiquette est apposée sur la surface extérieure du réservoir de la cartouche. On pourrait concevoir qu'elle soit logée à l'intérieur du réservoir. 35 Revendications1-Combustible pour appareils de fixation à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il est additionné d'un additif à plage d'explositibilité très large. 2- Combustible selon la revendication 1, qui est liquide. 3- Combustible selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'additif est l'hydrogène. 4- Cartouche de combustible pour appareils de fixation à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle contient également un additif à plage d'explosibilité très large. 5- Cartouche selon la revendication 4, qui contient un combustible sous phase liquide (8) et sous phase vapeur (9), l'additif (10) se trouvant dans la phase vapeur (9). 6- Cartouche selon la revendication 5, dans lequel la phase liquide (8) contient également de l'additif dissout (11). 7- Cartouche selon la revendication 4, dans lequel le combustible (8) et l'additif (11) sont contenus dans un sac intérieur (12). 8 û Cartouche selon l'une des revendications 4 à 7, comportant une étiquette (15) support d'une information de dosage de combustible pour une application particulière. 9 û Cartouche selon la revendication 8, dans laquelle l'étiquette est une étiquette RFID (15). 10 û Cartouche selon l'une des revendications 4 à 9, sur laquelle est monté un doseur mécanique (16) pour une application particulière. 30 35