FR2805196A1

FR2805196A1 - Outillage fonctionnant par combustion interne avec vitesse accrue de la propagation du front de flamme dans sa chambre de pre-combustion

Info

Publication number: FR2805196A1
Application number: FR0101299A
Authority: FR
Inventors: Kaveh Towfighi; Harald Fielitz; Wolgang Saxler
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: DE10007211C2; DE10007211A1; JP2001260049A; FR2805196B1; US6378288B1

Abstract

Outillage fonctionnant par combustion interne, notamment un appareil de pose d'éléments de fixation, comportant deux parois de chambre de combustion (14, 18) opposées l'une à l'autre ainsi qu'un mécanisme d'allumage (52), disposé entre celles-ci, pour l'allumage d'un mélange de gaz combustible se trouvant entre les parois (14, 18) de la chambre de combustion et qui produit, lors de la combustion, un front de flamme se propageant de manière laminaire. L'une (18) des parois de la chambre de combustion présente des orifices de trop-plein (38) qui se situent à distance du mécanisme d'allumage (52). Entre le mécanisme d'allumage (52) et les orifices de trop-plein (38) ainsi que dans la zone du front de flamme qui se propage de manière laminaire, il est prévu un dispositif (55), pour provoquer un tourbillonnement local de ce front de flamme, afin d'accroître encore sa vitesse.

Description

L'invention concerne un outillage fonctionnant par combustion interne,

notamment un appareil de pose d'éléments de fixation, comportant deux parois de chambre de combustion opposées l'une à l'autre ainsi qu'un mécanisme d'allumage, disposé entre celles-ci, pour l'allumage d'un mélange de gaz combustible se trouvant entre les parois de la chambre de combustion et qui produit, lors de la combustion, un front de flamme se propageant de manière laminaire, l'une des parois de la chambre de combustion présentant des orifices de trop-plein qui se situent à distance du

mécanisme d'allumage.

Un outillage de ce type peut être, par exemple, un appareil de pose d'éléments

de fixation et est déjà décrit dans la demande de brevet allemand n0 199 50 531.6.

L'outillage comporte deux parois de chambre de combustion parallèles entre elles ainsi qu'un mécanisme d'allumage, disposé entre les parois de la chambre de combustion et par exemple en leur centre, pour l'allumage d'un mélange de gaz combustible se trouvant entre les parois de la chambre de combustion, par exemple un mélange d'air et de gaz combustible, un mélange d'oxygène et de gaz combustible ou tout autre mélange de gaz combustible approprié. Entre les deux parois opposées l'une à l'autre de la chambre de combustion se trouve une cage d'allumage destinée à recevoir le mécanisme d'allumage. La cage d'allumage présente des orifices de passage périphériques, tandis que l'une des parois de la chambre de combustion

présente des orifices de trop-plein situés à distance de la cage d'allumage.

A l'aide du mécanisme d'allumage, on allume le mélange de gaz combustible se trouvant dans la cage d'allumage; on amorce ainsi une combustion et un front de flamme commence à se propager de manière presque linéaire, à l'extérieur de la cage de combustion, à une certaine vitesse, sur le volume de la chambre. Ce front de

flamme pousse devant soi du gaz non brûlé qui parvient, à travers les orifices de trop-

plein, dans une chambre suivante ou chambre principale, voisine de la chambre de

pré-combustion, et qui produit ici une turbulence ainsi qu'une précompression.

Lorsque le front de flamme a atteint les orifices de trop-plein vers la chambre suivante ou chambre principale, les flammes, accélérées du fait du rétrécissement de la section, passent sous la forme de jets de flamme dans la chambre suivante ou chambre principale, et produisent ici une turbulence supplémentaire. Le mélange de gaz et d'air turbulent mélangé dans la chambre suivante ou chambre principale est ainsi allumé sur toute la surface des jets de flamme. Il brûle alors à grande vitesse, ce qui conduit à un fort accroissement du rendement de la combustion, car les pertes par refroidissement

restent faibles.

s Si le front de flamme laminaire est relativement lent dans la chambre de pré-

combustion, après allumage du mélange de gaz combustible, il s'écoule un temps relativement long entre l'allumage et le début de la combustion dans la chambre principale. Ceci entraîne des pertes par refroidissement plus importantes. Du fait de la combustion lente dans la chambre de précombustion, le piston se déplace d'autre part déjà prématurément, c'est-àdire avant que le maximum de pression ne soit atteint, de sorte qu'il faut envisager le recours à une fixation du piston. Du fait, en outre, d'une combustion et d'une transformation lentes du mélange de gaz combustible dans la chambre de pré-combustion, les jets de flamme ne sont en mesure de produire une turbulence suffisante à l'entrée dans la chambre principale, que dans certaines

conditions.

L'invention a pour but de perfectionner l'outillage du type précité de manière

qu'il s'établisse une plus grande vitesse du front de flamme dans la chambre de pré-

combustion. Ce but est atteint suivant l'invention avec l'outillage du type considéré en ce qu'un dispositif est prévu au-dessus des orifices de trop-plein ainsi que dans la zone du front de flamme se propageant de manière laminaire, pour provoquer un

tourbillonnement local de ce front de flamme laminaire.

Ce dispositif forme dans la chambre de pré-combustion des obstacles au front de flamme laminaire qui doivent être contournés. Du fait de l'interaction des fronts de flamme partiels réfléchis et/ou déviés sur les obstacles, il se forme de nouveaux fronts de flamme partiels qui accroissent le taux de transformation du mélange de gaz combustible. La combustion du mélange de gaz combustible s'effectue donc de manière turbulente dans des zones locales, ce qui fait que l'ensemble du mélange de gaz combustible brûle plus rapidement dans la chambre de précombustion et que de ce fait, la vitesse du front de flamme, qui continue pour l'essentiel d'être laminaire, augmente dans la chambre de précombustion. Il en résulte que les pertes par refroidissement sont faibles et que les jets de flamme, qui passent dans la chambre principale, sont suffisamment forts pour produire une turbulence suffisante à l'entrée de la chambre principale. Le maximum de pression dans la chambre principale s'obtient en outre rapidement, ce qui fait qu'une fixation de piston n'est pas absolument nécessaire. Le dispositif pour provoquer le tourbillonnement local du mélange de gaz combustible allumé, dans la chambre de pré-combustion, peut être prévu séparément des parois de la chambre de combustion, c'est-à-dire en tant que composant supplémentaire disposé entre celles-ci. Dans ce cas, il peut s'agir d'un dispositif constitué au moins en partie d'un fil métallique qui est suffisamment fin pour provoquer uniquement des tourbillonnements locaux. Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif peut être, par exemple, un ressort guidé autour du

mécanisme d'allumage qui est en contact avec les parois de la chambre de combustion.

Ce ressort peut être un ressort spiral, ce qui a pour avantage que lorsque les parois de la chambre de combustion sont réunies, le ressort peut être également très largement comprimé, et permettre ainsi une compression de la chambre de pré-combustion. De préférence, le ressort est réalisé en tant que ressort de compression qui prend appui contre les parois de la chambre de combustion, puisque dans ce cas, la distance entre les différentes spires du ressort reste approximativement constante, ce qui conduit à

une distribution constante des obstacles sur le volume de la chambre de pré-

combustion, obstacles qui doivent être contournés par le courant de gaz laminaire.

Ceci conduit à une transformation mieux répartie du mélange de gaz combustible.

Au lieu d'un ressort, le mécanisme d'allumage peut aussi entourer d'autres équipements formés d'un fil métallique mince, par exemple des corbeilles métalliques

à barreaux perpendiculaires aux parois de la chambre de combustion, et similaires.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le dispositif pour provoquer

le tourbillonnement local du front de flamme laminaire dans la chambre de pré-

combustion peut toutefois faire partie aussi de l'une ou des deux parois de la chambre de combustion. C'est ainsi que le dispositif peut être formé, par exemple, par une structuration superficielle des parois de la chambre de combustion, c'est-à-dire par des saillies ou des creux correspondants. Il est possible aussi de former des gradins dans les surfaces des parois de la chambre de combustion. Dans ce cas, les structurations superficielles ou les gradins peuvent aussi être concentriques au mécanisme d'allumage ou peuvent entourer celui-ci sur d'autres voies. Il est avantageux dans ce cas que les structurations superficielles d'une paroi de la chambre de combustion soient formées de manière inversée dans la surface opposée de l'autre paroi de la chambre de combustion, ce qui fait que les parois de la chambre de combustion

peuvent être entièrement rapprochées l'une de l'autre lorsque la chambre de pré-

combustion qui se situe entre elles doit être comprimée. Dans ce cas, des saillies d'une l1 paroi de la chambre de combustion s'engageraient dans des creux de la paroi opposée,

ce qui conduirait à minimiser le volume en cas de compression de la chambre de pré-

combustion. Le mécanisme d'allumage lui-même peut être constitué, par exemple, par une paire d'électrodes qui s'engagent dans la chambre de précombustion. Il n'est pas indispensable qu'il soit entouré par la cage d'allumage. Mais il est possible aussi de prévoir une cage d'allumage destinée à recevoir le mécanisme d'allumage ou les électrodes, et de disposer le dispositif suivant l'invention à l'extérieur de la cage d'allumage. Ceci permet d'obtenir une vitesse particulièrement élevée du front de

flamme du courant laminaire.

Il s'est avéré avantageux de prévoir les orifices de passage dans la paroi de la cage d'allumage, à de mêmes distances angulaires, afin d'obtenir une propagation aussi

symétrique que possible du front de flamme laminaire dans la chambre de pré-

combustion, ainsi que des tourbillonnements locaux symétriques du fait des obstacles

cités. Ceci conduit à améliorer le rendement dans son ensemble.

Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après plus en détail par référence aux dessins. Il est montré: figure 1, une vue en coupe axiale d'un outillage fonctionnant par combustion interne avec chambre de combustion comprimée; figure 2, la vue en coupe axiale de la figure 1 avec chambre de combustion 3 0 expansée; figure 3, une vue de côté d'un mécanisme d'allumage de la chambre de combustion et un dispositif pour provoquer un tourbillonnement suivant les figures 1 et2; figure 3b, une vue de côté selon la figure 3a, avec une variante du dispositif pour provoquer un tourbillonnement, figure 4, une vue en coupe transversale le long de la ligne A-A de la figure 3a, figure 5, une autre vue en coupe transversale le long de la ligne A-A de la figure 3a lors de l'allumage; et figure 6, une vue de dessus d'une plaque de séparation de la chambre de

combustion lors de l'allumage et sans cage d'allumage.

La figure 1 montre une coupe axiale d'un appareil de pose fonctionnant par combustion interne pour des éléments de fixation, dans la zone de sa chambre de combustion. Selon la figure 1, l'appareil de pose possède une chambre de combustion 1 cylindrique, avec une paroi de cylindre 2 et une paroi de fond 3 de forme annulaire se raccordant à la première. Au centre de la paroi de fond 3 se trouve une ouverture 4 à laquelle se raccorde un cylindre de guidage 5 qui présente une paroi de cylindre 6 et une paroi de fond 7. A l'intérieur du cylindre de guidage 5, un piston 8 est monté de manière à coulisser par glissement et ce, dans la direction longitudinale du cylindre de guidage 5. Le piston 8 est constitué d'une plaque 9 qui est dirigée vers la chambre de combustion 1, ainsi que d'une tige 10 reliée au centre à la plaque 9 du piston et qui dépasse en partie du cylindre de guidage 10, à travers une ouverture de passage 11

pratiquée dans la paroi de fond 7.

Sur la figure 1, le piston 8 se trouve dans sa position de repos retirée dans laquelle l'appareil de pose n'est pas en service. Le côté de la plaque 9 du piston, tourné vers la chambre de combustion 1, est plus ou moins au niveau du côté intérieur de la paroi de fond 3 et la tige de piston 10 dépasse seulement un peu vers l'extérieur de la paroi de fond 7. Des bagues d'étanchéité 12, 13 peuvent être prévues sur le pourtour extérieur de la plaque de piston 9 ou sur le pourtour intérieur de la paroi de cylindre 6, afin de rendre étanches l'un par rapport à l'autre les compartiments situés des deux

3 0 côtés de la plaque de piston 9.

A l'intérieur de la chambre de combustion 1 se trouve une plaque de cylindre 14 qui peut être désignée par paroi mobile de la chambre de combustion. La paroi 14 de la chambre de combustion peut coulisser dans la direction longitudinale de la chambre de combustion 1 et présente, sur son bord périphérique extérieur, une garniture d'étanchéité 15 de forme annulaire, afin de rendre étanches les compartiments devant et derrière la paroi 14 de la chambre de combustion. En outre, la paroi 14 présente un orifice de passage central 16 avec garniture d'étanchéité

périphérique 17 de forme annulaire.

Entre la paroi 14 de la chambre de combustion et la paroi de fond 3 se trouve une autre plaque de séparation 18. La plaque de séparation 18 est également de forme circulaire et présente un diamètre extérieur qui correspond au diamètre intérieur de la chambre de combustion 1. Sur le côté tourné vers la paroi 14 de la chambre de combustion, la plaque de séparation 18 est reliée à un appendice 19 cylindrique qui traverse l'orifice de passage central 16 de la paroi 14 de la chambre de combustion et is dont la longueur correspond à plusieurs fois l'épaisseur de la paroi 14. La garniture d'étanchéité périphérique 17 s'applique dans ce cas tout contre la surface périphérique extérieure de l'appendice cylindrique 19. A son extrémité libre, l'appendice cylindrique 19 présente un appendice 20 annulaire qui dépasse de son pourtour. Le diamètre extérieur de cet appendice annulaire 20 est supérieur au diamètre intérieur de l'orifice de passage 16. Si donc la paroi 14 de la chambre de combustion est éloignée de la paroi de fond 3, elle entraîne, après un certain temps, la plaque de séparation 18 par l'appendice annulaire 20. Dans ce cas, la paroi 14 de la chambre de combustion et la plaque de séparation 18 se trouvent alors à une distance prédéterminée, qui est déterminée par la position de l'appendice annulaire 20. Dans ce cas, la paroi 14 de la chambre de combustion et la plaque de séparation 18 forment une chambre dite de pré-combustion. Il s'agit ici d'une chambre de combustion partielle de la chambre de combustion 1. Cette chambre de pré-combustion porte la référence 21 et est visible sur la figure 2. Si la paroi de la chambre de combustion est encore soulevée, la paroi 14 et la plaque de séparation 18 se déplacent parallèlement entre elles, ce qui fait qu'entre la plaque de séparation 18 et la paroi de fond 3 ou la plaque de piston 9, il se forme une autre chambre de combustion partielle qui est désignée par chambre principale. Cette chambre de combustion partielle ou chambre principale porte la référence 2 et est

également visible sur la figure 2.

Pour le coulissement de la paroi 14 dans la direction longitudinale de la chambre de combustion 1, par exemple trois tiges d'entraînement 23, dont une seulement est visible sur la figure 1, réparties à distances angulaires égales sur le pourtour, sont reliées fixement à la paroi 14 de la chambre de combustion. Les tiges d'entraînement 23 sont parallèles à l'axe du cylindre de la chambre de combustion 1 et sont situées sur le côté de la paroi de cylindre 6. Dans ce cas, les tiges d'entraînement 23 traversent chacune un orifice de passage 24 dans la plaque de séparation 18 ainsi 1o qu'un autre orifice de passage 25 dans la paroi de fond 3. A cet endroit, se trouve encore une garniture d'étanchéité périphérique 26 intérieure pour l'étanchéité des compartiments, des deux côtés de la paroi de fond 3. Les tiges d'entraînement 23 et la paroi 14 de la chambre de combustion sont reliées entre elles, par exemple par des vis 27 qui passent à travers la paroi 14 et qui sont vissées frontalement dans les tiges d'entraînement 23. Les extrémités libres des tiges d'entraînement 23 sont reliées entre elles par un anneau d'entraînement 28, qui est concentrique à l'axe de cylindre de la chambre de combustion 1 et qui entoure le cylindre de guidage 5. Dans ce cas, l'anneau d'entraînement 28 peut être vissé aux tiges d'entraînement 23, par des vis 29, de manière que les vis 29 traversent l'anneau d'entraînement 28 et soient vissées à l'intérieur des côtés frontaux libres des tiges d'entraînement 23. Entre l'anneau d'entraînement 28 et la paroi de fond 3, se situe, sur chacune des tiges d'entraînement 23, un ressort de compression 30 qui prend appui contre le côté extérieur de la paroi de fond 3 et qui presse contre l'anneau d'entraînement 28. Le ressort de compression tend ainsi à presser la paroi 14 de la chambre de combustion toujours en direction

de la paroi de fond 3.

Dans la région de la paroi de fond 3 annulaire se trouve encore une ouverture de soupape 31 dans laquelle peut être introduit de manière étanche un poussoir de soupape 32. Ce poussoir de soupape 32 se situe, lorsque l'ouverture de soupape 31 est ouverte, à l'extérieur de la chambre de combustion 1 ou au-dessous de la paroi de font 3, et y est maintenu par un appendice 33, fixé au cylindre de guidage 5. L'appendice 33 présente un orifice de passage 34 à travers lequel passe un appendice 35 cylindrique, fixé au côté inférieur du poussoir de soupape 32. A l'extrémité libre de l'appendice cylindrique 35 se trouve sur celui-ci un appendice 36 annulaire. Entre l'appendice annulaire 36 et l'appendice 33 se trouve un ressort de compression 37 qui tend à tirer le poussoir de soupape 32, par l'appendice 36 annulaire, en direction de l'appendice 33, et donc à ouvrir l'ouverture de soupape 31. L'appendice cylindrique 35 se situe dans la voie de coulissement de l'anneau d'entraînement 28 et est sollicité par l'anneau d'entraînement 28, lorsque celui-ci est déplacé en direction de la paroi de fond 3. Si l'anneau d'entraînement 28 atteint une position axiale déterminée, il entraîne le poussoir de soupape 32 et l'ouverture de soupape 31 est fermée. Il est à mentionner encore que la plaque de séparation 18 présente périphériquement plusieurs orifices de passage ou de trop-plein 38 qui présentent chacun la même distance par rapport à l'axe de cylindre de la chambre de combustion 1. En outre, à l'extrémité inférieure du cylindre de guidage 5, se trouvent des orifices d'échappement 39 pour l'échappement de l'air du cylindre de guidage 5, lorsque le piston 8 est déplacé en direction de la paroi de fond 7. A l'extrémité intérieure du cylindre de guidage 5 se trouve en outre un organe d'amortissement 40 pour l'amortissement du déplacement du piston 8. Si le piston 8 dégage les orifices d'échappement 39, du gaz brûlé peut s'échapper des

orifices d'échappement 39.

Dans la paroi de cylindre 2 de la chambre de combustion 1 se trouvent deux orifices de passage 41 et 42 radiaux qui sont espacés l'un de l'autre dans la direction axiale. Dans ces orifices de passage 41 et 42 s'engagent depuis l'extérieur des canaux de distribution 43 et 44 de soupapes de dosage non représentées en détail, qui se trouvent dans une tête de dosage 45. Le gaz combustible liquide est amené depuis une bouteille 46, les soupapes de dosage se trouvant dans la tête de dosage 45 et celles-ci délivrent la quantité de gaz liquide dosé, par les canaux de distribution 43 et 44, lorsque la tête de dosage 45 est pressée en direction de la paroi de cylindre 2 et qu'ainsi les canaux de distribution 43, 44 sont déplacés vers l'intérieur et ouvrent les soupapes de dosage correspondantes. A cet effet, les orifices de passage radiaux 41 et 42 se rétrécissent en direction de la chambre de combustion 1, ce qui fait que l'on obtient des butées pour les canaux de distribution 43 et 44. Le pressage de la tête de dosage 45 contre la paroi de cylindre 2 s'effectue à l'aide d'un étrier 47 qui est monté pivotant en un point d'articulation 48 de la paroi de cylindre 2. Une extrémité 49 de l'étrier est sollicitée par la paroi 14 de la chambre de combustion et est tournée de manière que l'autre extrémité 50 de l'étrier presse de l'arrière contre la tête de dosage , afin de déplacer celle-ci en direction de la paroi de cylindre 2. Cette opération s'effectue juste avant que la paroi 14 de la chambre de combustion atteigne sa position de fin de course, lors du positionnement des chambres de combustion partielles. La tête de dosage 45 et la bouteille 46 sont assemblées et restent alors constamment reliées entre elles. Le système 45/46 peut être basculé par exemple autour d'un axe qui

se trouve dans la zone de fond de la bouteille 46.

La figure 2 montre l'appareil de pose à l'état ouvert des chambres de combustion partielles, c'est-à-dire à l'état ouvert de la chambre de précombustion 21 et de la chambre principale 22. Les positions de coulissement de la paroi 14 et de la plaque de séparation 18 sont réglées en ce que l'anneau d'entraînement 28 vient heurter l'appendice annulaire 36 et ferme la soupape 31, 32. Les surfaces périphériques de l'ouverture de soupape 31 et du poussoir de soupape 32 s'étendent coniquement et se rétrécissent en direction de la chambre de combustion 1, de sorte qu'il se produit ici un blocage. La distance de la plaque de séparation 18 de la paroi 14 de la chambre de combustion est déterminée par la distance entre l'appendice annulaire 20 et la plaque de séparation 18, comme il a déjà été dit. Dans cette position de la paroi 14 de la chambre de combustion et de la plaque de séparation 18, les orifices de passage radiaux 41 respectivement 42 de la chambre de pré-combustion 21,

respectivement de la chambre principale 22, se font face.

Il est à signaler encore que l'appendice central 19, relié à la plaque de séparation 18, est réalisé, dans sa zone tournée vers la plaque de séparation 18, en tant

que cage d'allumage 51 destinée à recevoir à l'intérieur un mécanisme d'allumage 52.

Ce mécanisme d'allumage 52 sert à produire une étincelle électrique pour l'allumage

d'un mélange d'air et de gaz combustible dans la chambre de précombustion 21.

Comme il sera encore décrit plus en détail ci-après, le mécanisme d'allumage 52 se trouve dans une zone centrale de la cage d'allumage 51, qui est pourvue périphériquement d'orifices de passage 53, à travers lesquels le gaz qui brûle peut s'échapper de la cage d'allumage 51 dans la chambre de pré-combustion 21. Le

mécanisme d'allumage 52 est constitué ici par exemple de deux électrodes.

Les figures 1 et 2 montrent encore que la surface de la paroi 14 de la chambre de combustion, qui est tournée vers la plaque de séparation 18, est pourvue d'un évidement 54 annulaire, concentrique à l'orifice de passage 16. Dans cet évidement annulaire 54, un ressort spiral 55 prend appui contre la paroi 14 de la chambre de combustion. Sur la figure 1, le ressort spiral 55 est totalement comprimé et est logé par l'évidement 54, ce qui fait que la paroi 14 de la chambre de combustion et la plaque de séparation 18 peuvent reposer étroitement l'une sur l'autre. Sur la figure 2, le ressort spiral 55 est écarté ou très largement déchargé et prend appui, par une extrémité, à l'intérieur de l'évidement 54, contre la paroi 14 et par l'autre extrémité, contre la plaque de séparation 18. Des moyens de fixation non représentés pour la fixation des extrémités correspondantes du ressort spiral 55 à la paroi 14 de la chambre de combustion ou à la plaque de séparation 18 peuvent être prévus, pour

éviter un glissement du ressort spiral 55.

Le ressort spiral 55 est presque concentrique à la cage d'allumage 51 et à distance de celle-ci. Plus précisément, le ressort spiral 55 se trouve dans une zone située entre la cage d'allumage 51 et les orifices de tropplein 38, qui se trouvent dans la plaque de séparation 18. Le ressort spiral 55 est constitué d'un fil métallique fin ou mince et forme un obstacle au front de flamme laminaire, qui se propage radialement après l'allumage du mélange de gaz combustible, depuis la cage d'allumage 51. Dans la zone du ressort spiral 55, il se produit des tourbillonnements locaux du front de flamme laminaire qui se propagent, lesquels assurent un meilleur brassage du mélange de gaz combustible. Ceci conduit à une combustion plus rapide du mélange de gaz combustible dans la chambre de pré-combustion 21 et donc à une augmentation de la vitesse du front de flamme se propageant radialement, qui reste sensiblement laminaire.

Le fonctionnement de l'appareil de pose selon les figures 1 et 2 est décrit ci-

après plus en détail.

il Sur la figure 1, l'appareil de pose se trouve à l'état de repos. La chambre de combustion 1 est totalement comprimée, la plaque de séparation 18 reposant sur la paroi de fond 3 et la paroi 14 de la chambre de combustion sur la plaque de séparation 18. Le piston 8 se trouve dans une position de repos en retrait, ce qui fait qu'il n'existe pratiquement pas d'espace non plus entre celui-ci et la plaque de séparation 18, à condition de négliger une légère fente entre ceux-ci. Les plaques 18 et 14 viennent à reposer l'une sur l'autre du fait que le ressort de compression 30 éloigne l'anneau d'entraînement 28 de la paroi de fond 3 et que l'anneau d'entraînement 28 entraîne la

paroi 14 de la chambre de combustion, par l'intermédiaire de la tige d'entraînement 23.

1o Dans cet état, l'anneau d'entraînement 28 se situe aussi à distance de l'appendice annulaire 36 du poussoir de soupape 32, ce qui fait que le poussoir de soupape 32 est guidé à l'extérieur de l'ouverture de soupape 31, sous l'effet du ressort de compression 37. L'ouverture de soupape 31 est donc ouverte. Le système constitué de la tête de dosage 45 et de la bouteille 46 est éloigné par pivotement de la chambre de combustion 1, ce qui fait que les canaux de distribution 43, 44 sont déchargés et que donc les soupapes de dosage correspondantes sont fermées. Le ressort spiral 55, conformé en ressort de compression, est comprimé et est totalement logé par

l'évidement 54.

Si dans cet état, l'appareil de pose est pressé, par sa pointe avant, contre un objet dans lequel un élément de fixation doit être introduit, par l'intermédiaire d'un mécanisme non représenté, la force de pression agit sur l'anneau d'entraînement 28, et déplace celui-ci en direction de la paroi de fond 3, et ce par pression de l'appareil de pose contre l'objet cité. Dans ce cas, la paroi 14 de la chambre de combustion se soulève d'abord de la plaque de séparation 18, jusqu'à ce que la paroi 14 vienne heurter l'appendice annulaire 20 et entraîne la plaque de séparation 18, par l'intermédiaire de cet appendice. La chambre de précombustion 21 est maintenant ouverte, mais pas encore correctement positionnée à l'intérieur de la chambre de combustion 1. Pendant l'opération d'ouverture de la chambre de combustion 21, de l'air peut déjà être aspiré dans la chambre de pré-combustion 21, et ce par l'ouverture de soupape 31 ouverte et une ou plusieurs des ouvertures de passage 38, si ces deux

ouvertures se recouvrent.

En continuant de presser l'appareil de pose contre l'objet, l'anneau d'entraînement 28 est déplacé encore plus loin en direction de la paroi de fond 3, ce qui fait que finalement la plaque de séparation 18 se soulève aussi de la paroi de fond 3. Maintenant, la chambre de combustion 22 s'ouvre aussi et est ventilée par l'ouverture de soupape 31. Une ventilation plus complète de la chambre de pré- combustion 21 s'effectue maintenant par l'ensemble des orifices de passage 38 dans la

plaque de séparation 18.

Si en se déplaçant vers le haut sur la figure 1, la paroi 14 de la chambre de combustion et la plaque de séparation 18 passent sur les orifices de passage 41 ou 42 radiaux, on peut en principe commencer déjà l'injection des quantités dosées de gaz liquide dans la chambre de pré- combustion 21 ou la chambre principale 22. A cet effet, la surface supérieure de la paroi 14 de la chambre de combustion vient heurter l'extrémité 49 de l'étrier 47 et le fait tourner dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'articulation 48, ce qui fait que l'autre extrémité 50 del'étrier 47 fait pivoter la tête de dosage 45 en direction de la paroi de cylindre 2, et presse ainsi, pour l'ouverture des soupapes de dosage, les canaux de distribution 43 et 44 vers l'intérieur, dans la tête de dosage 45. Du gaz liquide dosé est maintenant injecté dans la chambre de pré-combustion 21 et la chambre principale 22. Après cela, un léger soulèvement complémentaire de la paroi 14 de la chambre de combustion et de la plaque de séparation 18 est encore nécessaire, afin que celles-ci puissent parvenir dans leurs positions de fin de course, dans lesquelles elles sont verrouillées. Le pivotement de l'étrier 47, qui se produit encore ici, peut être compensé en ce que les canaux de

distribution 43 et 44 sont pressés encore un peu plus loin dans la tête de dosage 45.

Dans le dernier tronçon du coulissement de la paroi 14 de la chambre de combustion et de la plaque de séparation 18, le poussoir de soupape 32 est aussi introduit dans l'ouverture de soupape 31 et ferme celle-ci, puisque maintenant l'anneau d'entraînement 28 est venu en contact avec l'appendice annulaire 36. Le ressort spiral est très largement déchargé et entoure la cage d'allumage 51 en spirale, entre les

parois 14 et 18.

La figure 2 montre les positions de la paroi 14 de la chambre de combustion et de la plaque de séparation 18 lorsque la chambre de précombustion 21 ou chambre principale 22 est totalement ouverte, la paroi 14 et la plaque de séparation 18 pouvant être verrouillées maintenant dans leur position. Ceci s'effectue par actionnement du levier de tirage ou déclencheur de l'appareil de pose. Si le déclencheur est actionné, il se produit d'abord le verrouillage de la paroi 14 de la chambre de combustion et de la plaque de séparation 18, par exemple, par verrouillage de l'anneau d'entraînement 28. Aussitôt après, une étincelle d'allumage est produite par le mécanisme d'allumage électrique 52 à l'intérieur de la cage d'allumage 51. Le mélange d'air et de gaz combustible pré-réglé par dosage, dans chacune des chambres 21 et 22, commence à brûler de manière laminaire d'abord dans la chambre de pré- combustion 21, o partant 0o de la chambre d'allumage 51, le front de flamme laminaire se déplace à une vitesse relativement lente, radialement en direction des orifices de passage 38. Ce front de flamme laminaire vient d'abord en contact avec le ressort spiral 55, de sorte qu'il est réfléchi ou dévié localement. De ce fait, le taux de transformation du mélange d'air et de gaz combustible augmente, ce qui conduit à une combustion plus rapide. De ce fait, la vitesse du front de flamme, qui continue de se propager de façon sensiblement laminaire, augmente, et ce front de flamme atteint finalement les orifices de trop-plein 38. Lors de son déplacement, le front de flamme laminaire pousse devant soi un mélange d'air et de gaz combustible non brûlé, qui parvient, à travers les orifices de passage 38, dans la chambre principale 22 et y produit une turbulence ainsi qu'une pré-compression. Si le front de flamme atteint les orifices de passage 38 vers la chambre principale 22, les flammes passent en tant que jets de flamme dans la chambre principale 22, du fait des sections relativement petites des orifices de passage 38, et produisent ici une turbulence complémentaire. Le mélange d'air et de gaz combustible turbulent mélangé dans la chambre principale 22 est allumé sur toute la surface des jets de flamme. Il brûle maintenant à une grande vitesse, ce qui conduit à

une forte augmentation du rendement de la combustion.

De ce fait, le piston 8 est sollicité et se déplace à grande vitesse en direction de la paroi de fond 7, tandis qu'en même temps, l'air est chassé vers l'extérieur du cylindre de guidage 5, à travers les orifices d'échappement 39. La plaque de piston 9 passe brièvement sur les orifices d'échappement 39, ce qui fait qu'à travers ceux-ci, le gaz brûlé peut s'échapper. Du fait de l'extraction de la tige de piston 10, un élément de fixation est posé. Après la pose ou après combustion du mélange d'air et de gaz combustible, le piston 8 est replacé dans sa position initiale selon la figure 2, par rappel thermique, puisque par refroidissement du gaz de fumée resté dans la chambre de combustion 1 et dans le cylindre de guidage 5, il est produit une dépression derrière le piston. Jusqu'à ce que le piston ait atteint sa position initiale selon la figure 2, il faut

que la chambre de combustion 1 reste hermétiquement fermée.

Après qu'il a été constaté que le piston 8 a atteint à nouveau sa position initiale représentée sur la figure 2, le verrouillage mentionné précédemment de la paroi 14 de la chambre de combustion ou de l'anneau d'entraînement 28 est supprimé. Le ressort de compression 30 éloigne maintenant l'anneau d'entraînement 28 de la paroi de fond 3, ce qui fait que l'anneau d'entraînement 28 décharge l'appendice annulaire 36. Le ressort de compression 37 peut maintenant faire sortir le poussoir de soupape 32 de l'ouverture de soupape 31 et ouvrir la soupape. Le ressort de compression 30 continuant d'opérer, l'anneau d'entraînement 28 est éloigné davantage de la paroi de fond 3 et entraîne, par les tiges d'entraînement 23, la paroi 14 de la chambre de combustion en direction de la paroi de fond 3. Pendant ce déplacement, la plaque de séparation 18 est entraînée au plus tard lorsque la paroi 14 de la chambre de combustion a heurté celle-ci, ce qui fait que de cette façon les gaz brûlés sont chassés de la chambre de pré-combustion 21 par les orifices de passage 38 et les gaz brûlés de la chambre principale 22, et ce, à travers l'ouverture de soupape 31. Enfin, la plaque de séparation 18 vient se placer sur la paroi de fond 3 et la paroi 14 de la chambre de combustion sur la plaque de séparation 18, ce qui fait que la chambre de combustion 1 est totalement comprimée et libérée des gaz brûlés. L'opération d'aération décrite en référence à la figure 1 peut maintenant commencer à nouveau avec la pose suivante de

l'appareil de pose.

Les figures 3 à 5 montrent la construction de la cage d'allumage 51 en détail.

La cage d'allumage 51 vient se placer, à l'état ouvert de la chambre de pré-combustion 21, entre la paroi 14 et la plaque de séparation 18, comme le montre la figure 3. La cage d'allumage 51 est ici cylindrique et possède ainsi, à l'intérieur, une cavité dans laquelle se trouve le mécanisme d'allumage 52 destiné à produire une étincelle électrique. La paroi de cylindre de la cage d'allumage 51 présente dans le cas présent par exemple quatre orifices de passage 53 qui sont allongés et dont la direction longitudinale est perpendiculaire aux plaques 14, 18. Dans ce cas, les orifices de passage 53 présentent dans la zone centrale une largeur telle que les surfaces de paroi 53a voisines, sont adjacentes les unes aux autres sous un angle droit, à l'intérieur de la cage d'allumage 51. Les flammes qui se propagent depuis le centre de la cage d'allumage 51, parallèlement aux plaques 14, 18, ne peuvent ainsi jamais parvenir sur une surface intérieure de la cage d'allumage, qui est perpendiculaire à la direction de propagation des flammes, ce qui a pour avantage que ces flammes ne peuvent jamais être réfléchies en retour, au centre. Ceci conduit aussi à un écoulement laminaire amélioré à l'extérieur de la cage d'allumage 51, qui se constitue peu à peu juste après la sortie de la cage d'allumage 51. La cage d'allumage 51 se trouve par ailleurs, comme le montre la figure 3, au centre du ressort spiral 55, qui l'entoure

concentriquement à distance. Elle prend appui contre les plaques 14 et 18.

La figure 6 montre une vue de dessus de la plaque de séparation 18 dans une autre forme de réalisation de l'invention. Ici, il n'y a pas de cage d'allumage 51. Au

contraire, seul le mécanisme d'allumage 52 se trouve au centre de la chambre de pré-

combustion, ce qui est indiqué par la flèche. Le front de flamme laminaire F, qui se forme à distance du mécanisme d'allumage 52 et qui n'est mis en tourbillonnement que localement par le ressort spiral 55, continue d'être sensiblement laminaire, lorsqu'il atteint les orifices de passage 38 dans la plaque de séparation 18: comme mécanisme

d'allumage électrique 52 on peut recourir par exemple à une bougie d'allumage.

Il est à noter qu'au lieu du ressort spiral 55, on peut aussi utiliser un autre dispositif pour provoquer le tourbillonnement local de l'écoulement laminaire du mélange de gaz combustible brûlé, qui est positionné entre le mécanisme d'allumage 52 et les orifices de trop-plein 38. Il peut s'agir ici par exemple de gradins 56a/56b indiqués en pointillés seulement sur la figure 3, qui se trouvent dans les plaques 14 et 18, de préférence inversées, pour que les plaques 14 et 18 puissent reposer entièrement l'une sur l'autre. Du fait de ces gradins 56a/56b, on obtient un effet

similaire à celui du ressort spiral 55.

Claims

REVENDICATIONS

1. Outillage fonctionnant par combustion interne, notamment appareil de pose d'éléments de fixation, comportant deux parois de chambre de combustion (14, 18) opposées l'une à l'autre ainsi qu'un mécanisme d'allumage (52), disposé entre celles-ci, pour l'allumage d'un mélange de gaz combustible se trouvant entre les parois (14, 18) de la chambre de combustion et qui produit, lors de la combustion, un front de flamme se propageant de manière laminaire, l'une (18) des parois de la chambre de combustion présentant des orifices de trop-plein (38) qui se situent à distance du mécanisme d'allumage (52), caractérisé par un dispositif (55; 56a, 56b) qui se trouve au-dessus des orifices de trop-plein (38) ainsi que dans la zone du front de flamme se propageant de manière laminaire, pour provoquer un tourbillonnement local de ce

front de flamme laminaire.

2. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (55) est prévu séparément des parois (14, 18) de la

chambre de combustion.

3. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif est formé au moins partiellement par un fil métallique.

4. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon l'une quelconque des

revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif est un ressort (55) guidé

autour du dispositif d'allumage (52) et qui est en contact avec les parois (14, 18) de la

chambre de combustion.

5. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 4,

caractérisé en ce que le ressort (55) est un ressort spiral.

6. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon l'une quelconque des

revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le ressort (55) est un ressort de

compression qui prend appui contre les parois (14, 18) de la chambre de combustion.

7. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (56a, 56b) fait partie de l'une ou des deux parois

(14, 18) de la chambre de combustion.

8. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif est formé par une structuration superficielle des

parois (14,18) de la chambre de combustion.

9. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon la revendication 8, caractérisé en ce que des gradins (56a, 56b) sont formés pour la structuration superficielle.

10. Outillage fonctionnant par combustion interne, selon l'une quelconque des

revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la structure superficielle d'une paroi (14)

de la chambre de combustion est formée à l'inverse dans la surface opposée de l'autre

paroi (18) de la chambre de combustion.

11. Dispositif selon la revendication 1, ou l'une quelconque des revendications

2 à 10, caractérisé en ce que le dispositif (55; 56a, 56b) se situe à l'extérieur d'une cage d'allumage (51) qui entoure le mécanisme d'allumage (52) et qui comporte des

orifices de passage (53) périphériques.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les orifices de passage (53) sont disposés à de mêmes distances angulaires, dans la paroi de la

cage (51).

13. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cage (51) est conformée en cylindre creux dont l'axe longitudinal s'étend perpendiculairement

aux parois (14, 18) de la chambre de combustion.

14. Dispositif selon la revendication 11 ou l'une quelconque des revendications

12 ou 13, caractérisé en ce que la cage (51) fait partie d'un appendice (19) qui est solidaire de l'une (18) des parois de la chambre de combustion et l'autre paroi (14)

traverse une ouverture (16) prévue dans la première.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en

ce que des orifices de passage (53) voisins touchent, à l'intérieur, des zones (53a)

périphériques de la paroi de la cage.