Brevet FR2955517A1 — publié le 20110729

Abaque pression-température et cartouche de combustible, dispositif de transfert de combustible et outil de fixation à main avec capteur de pression Le domaine de l'invention est celui des outils à main à moteur à combustion interne, destinés à entraîner des éléments de fixation dans un matériau support sous l'action de la mise à feu d'un combustible d'entraînement dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne, le combustible ayant été transféré dans la chambre de combustion depuis une cartouche de combustible logée dans les outils. Comme outils de ce type, on peut considérer par exemple des cloueurs, des agrafeuses. L'un des problèmes qui se posent avec de tels outils est celui de la 15 connaissance du niveau de remplissage de la cartouche de combustible. Généralement, une telle cartouche comporte une poche intérieure destinée à être remplie de combustible. Pour éjecter le combustible hors de la poche, on ouvre la poche qui baigne en partie dans un liquide propulseur qui 20 exerce une pression sur la poche et donc fait sortir le combustible. A titre d'exemple, la pression exercée par le liquide propulseur peut-être de 4 atmosphères. Au-dessus du liquide, se trouve essentiellement de l'air à la pression de 1 atmosphère. 25 Eh bien, la demanderesse qui a voulu résoudre le problème du niveau de remplissage, a réalisé que plus on remplissait la poche d'une cartouche, plus on augmentait la pression exercée par l'air sur la poche, la pression de 1 atmosphère correspondant à une poche vide. Au fur et à mesure qu'on remplit la poche, le volume d'air diminue, ce qui fait augmenter sa pression. Ainsi, la pression 30 exercée sur la poche peut varier de (4 + 1) 5 atmosphères, poche vide, à [4 +(1x4)] 8 atmosphères, poche pleine, la pression redescendant vers 5 atmosphères au fur et à mesure que la poche se vide de son combustible d'entraînement. 35 C'est dans ces conditions que la demanderesse a eu l'idée de son invention, suggérée encore par la loi de Mariotte selon laquelle, à volume constant, la pression et la température d'un fluide sont dans un rapport également constant. Ainsi, l'invention concerne tout d'abord un ensemble d'une cartouche de combustible, pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un outil à main à moteur à combustion interne, et d'au moins un abaque, relatif à un combustible, d'une pluralité de courbes représentatives de la pression dudit combustible en fonction de sa température et relatives à une même pluralité de taux de remplissage dudit combustible de la cartouche. Ainsi, pour le combustible considéré, la connaissance de la pression de combustible dans la cartouche et de sa température permet de connaître le taux de remplissage de la cartouche. On peut facilement proposer une série d'abaques relatifs à une série de 15 différents combustibles pouvant remplir la cartouche. En liaison intime avec l'ensemble revendiqué ci-dessus, la demanderesse propose aussi une cartouche de combustible pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un 20 outil à main à moteur à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle comporte un capteur de pression destiné à mesurer la pression de combustible dans la cartouche. En combinaison avec un abaque de l'invention et en connaissance de la 25 température, on peut donc connaître immédiatement le taux de remplissage de la cartouche. Il est également proposé un dispositif de transfert de combustible d'une cartouche de combustible dans la chambre de combustion d'un outil à main à 30 moteur à combustion interne, pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un matériau support, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de pression destiné à mesurer la pression de combustible. Connaissant la pression dans le dispositif de transfert, et aussi sa 35 température, on connait donc aussi la pression dans la cartouche et donc son taux de remplissage. Comme dispositif de transfert, on peut considérer une électrovanne, un injecteur piézoélectrique. Il est enfin aussi proposé, dans la présente demande, et dans le cadre de cet unique concept de détermination du taux de remplissage en combustible d'entraînement d'une cartouche de combustible par détermination de sa pression et de sa température, un outil de fixation à main à moteur à combustion interne, pour l'entraînement dans un matériau support d'éléments de fixation, comportant un logement de réception d'une cartouche de combustible d'entraînement, une chambre de combustion, destinée à recevoir du combustible d'entraînement de la cartouche, avec des moyens de mise à feu du combustible dans la chambre, un capteur de température sur l'outil et un dispositif de transfert du combustible de la cartouche dans la chambre de combustion relié au logement de cartouche par un passage de transmission de combustible, outil caractérisé par le fait qu'il comporte entre le dispositif de transfert et le logement de la cartouche, sur ledit passage, un capteur de pression destiné à mesurer la pression de combustible. Connaissant la pression de combustible entre la cartouche et le dispositif 20 de transfert ainsi que la température, on connaît donc aussi la pression dans la cartouche et donc son taux de remplissage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin en annexe sur lequel 25 - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un outil de fixation à main à moteur à combustion interne, avec une cartouche de combustible ; - la figure 2 représente une vue en coupe d'une cartouche de combustible pleine ; 30 - la figure 3 représente une vue en coupe de la cartouche de la figure 1, presque vide ; - les figures 4A, 4B, 4c sont des représentations schématiques d'un ensemble d'une cartouche de combustible et d'une électrovanne de transfert du combustible de la cartouche dans la chambre de combustion d'un outil de 35 fixation comme celui de la figure 1, avec un capteur de pression respectivement dans la cartouche, l'électrovanne et entre les deux ; - la figure 5 représente une vue en coupe de la cartouche des figures 2 et 3, avec un capteur de pression à l'intérieur de la cartouche ; - la figure 6 représente une vue d'une électrovanne, avec un capteur de pression intégré et - la figure 7 est un abaque, relatif à un combustible d'une cartouche, de courbes de pression p en fonction de la température 0 pour une pluralité de taux de remplissage de la cartouche. En référence à la figure 1, un outil de fixation à main 10 à moteur à combustion interne comporte, outre une batterie, non visible sur la figure, un système d'allumage comprenant, parmi d'autres éléments, un commutateur, ou un interrupteur, de tête 14 et un interrupteur de déclenchement 16. Le 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 et 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. 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 lorsqu'un élément de contact d'un palpeur d'un type connu est en appui contre un support destiné à recevoir l'élément de fixation. Lorsque le palpeur est en appui, l'élément mobile 18 ferme la chambre de combustion C, dans laquelle ici un ventilateur 22 d'un type connu peut être actionné. De préférence, l'interrupteur de tête 14 est un interrupteur photoélectrique. Il est prévu un capteur de température 80 sur l'outil et, ici, sur son boîtier, ou enveloppe, 40, dans le logement de cartouche, pour être disposé à proximité de la cartouche. En l'espèce, il s'agit d'une thermistance . L'interrupteur de déclenchement 16 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 vigoureusement 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 l'enveloppe 40, avec un logement 29 dans lequel la cartouche 30 est insérée. L'enveloppe 40 présente une cavité 46, dont la forme permet d'y loger un injecteur de combustible 60, ici une électrovanne. 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, chambre 48 qui se termine par une buse 50, obturée ou non par une aiguille. 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. 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. En référence aux figures 2 et 3, la cartouche 30 comporte une enveloppe 31 de forme cylindrique dans laquelle se trouve une poche souple 33, plus ou moins remplie du combustible 38, à laquelle est scellé un mécanisme d'étanchéité 34 dans lequel est monté coulissant, contre l'action d'un ressort, l'embout de sortie 32 qui fait saillie hors d'une cuvette 35 sertie sur l'enveloppe 31, au niveau d'un bourrelet 39. L'espace intérieur de l'enveloppe 31 entourant la poche 33 est occupé en partie par un liquide propulseur 36, qui exerce une pression sur la poche 33, et en partie essentiellement par de l'air 37 qui se trouve au-dessus du propulseur 36. Des vapeurs de propulseur se trouvent également au-dessus du propulseur 36. Quand l'embout 32 est enfoncé dans son mécanisme d'étanchéité 34, le combustible 38, sous l'action de la pression du propulseur 36 ainsi que de l'air 37, s'écoule de la cartouche 30 dans l'électrovanne 60 par le conduit de passage 44. Quand la poche 33 se vide, l'espace qui l'entoure augmente et le propulseur liquide 36 passe en partie en phase gazeuse 36'. Pour le combustible se trouvant dans la poche 33 de la cartouche 30, on a dressé l'abaque de la figure 7 qui regroupe une pluralité de courbes représentatives, chacune, de la pression dans la poche 33 en fonction de la température, pour respectivement une pluralité de taux de remplissage, en l'occurrence cinq . La première courbe F1, du haut, correspond à une poche 33 pleine (figure 2), les autres courbes F2 û F5 correspondant à des remplissages inférieurs et diminués par palier déterminé, la dernière courbe F5, du bas, correspondant donc à une poche pratiquement vidée de son combustible, c'est-à-dire presque vide (figure 3). Le capteur 80 fournit la température de la cartouche 30, de l'électrovanne 60 et des conduits de liaison. La connaissance de la pression de combustible dans la cartouche et de la température, grâce au capteur 80, permet donc, grâce à l'abaque F1 û F5 de connaître le taux de remplissage. Pour mesurer la pression de combustible dans la cartouche, plusieurs options sont possibles. En référence aux figures 4-6, on peut placer un capteur de pression 70 directement dans la cartouche 30. On peut aussi placer un capteur de pression 71 directement dans l'injecteur 60 (figures 4B et 6). On peut encore disposer un capteur de pression 72 dans l'outil à main 10, dans le conduit de passage 42 reliant la cartouche 30 dans son logement à l'injecteur 60 (figure 4C). Dans le cas du capteur 70 de la cartouche 30, immergé dans le propulseur (liquide (36) et gazeux (37)) de la cartouche 38, il est associé à une puce radiofréquence 75 d'extraction de son signal. 35 Revendications1- Ensemble d'une cartouche de combustible (30), pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un outil à main (10) à moteur à combustion interne, et d'au moins un abaque relatif à un combustible (38) d'une pluralité de courbes (FI û F5) représentatives de la pression dudit combustible en fonction de sa température et relatives à une même pluralité de taux de remplissage dudit combustible de la cartouche (30). 2- Ensemble selon la revendication 1, comprenant une série d'abaques relatifs à une série de différents combustibles pouvant remplir la cartouche. 3- Cartouche de combustible (30) pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un outil à main (10) à moteur à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle comporte un capteur de pression (70) destiné à mesurer la pression de combustible dans la cartouche (30). 4- Dispositif (60) de transfert du combustible d'une cartouche de combustible (30) dans la chambre de combustion (C) d'un outil à main (10) à moteur à combustion interne, pour l'entraînement d'éléments de fixation dans un matériau support, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de pression (71) destiné à mesurer la pression de combustible. 5- Dispositif de transfert de combustible qui est une électrovanne (60). 6- Outil de fixation à main (10) à moteur à combustion interne, pour l'entraînement dans un matériau support d'éléments de fixation, comportant un logement (29) de réception d'une cartouche (30) de combustible d'entraînement (38), une chambre de combustion C, destinée à recevoir du combustible d'entraînement (38) de la cartouche (30), avec des moyens (16, 14, 18, 24) de mise à feu du combustible dans la chambre, un capteur de température (80) sur l'outil et un dispositif (60) de transfert du combustible de la cartouche (30) dans la chambre de combustion C relié au logement de cartouche (29) par un passage (42) de transmission de combustible, outil caractérisé par le fait qu'il comporte, entre le dispositif de transfert (60) et le logement (29) de la cartouche (30), sur ledit passage (42), un capteur de pression (72) destiné à mesurer la pression de combustible.35