FR2887958A1

FR2887958A1 - VALVE CONTROL ADJUSTING DEVICE FOR GAS FIXING APPARATUS AND APPARATUS COMPRISING THE DEVICE

Info

Publication number: FR2887958A1
Application number: FR0507044A
Authority: FR
Inventors: Pascale Grandjean
Original assignee: Societe de Prospection et dInventions Techniques SPIT SAS
Current assignee: Societe de Prospection et dInventions Techniques SPIT SAS
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-05
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: WO2007004024A1; CN101213623A; FR2887958B1; AU2006264612B2; NZ565556A; AU2006264612A1; EP1908084A1; WO2007004024A9; CA2612675C; CA2612675A1; CN101213623B

Abstract

Il s'agit d'un 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). Il comporte un circuit de réglage pour stabiliser la décharge (Id) dudit solénoïde (6).It is a device (1, 6) for controlling a valve (2) for transmitting gas from a gas cartridge (3) in a combustion chamber of a gas fixation apparatus, comprising a solenoid (6) for controlling the valve (2). It comprises a control circuit for stabilizing the discharge (Id) of said solenoid (6).

Description

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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. The invention relates to a device for fixing fasteners with gas, comprising a gas cartridge connected to a combustion chamber via a transmission member consisting of an electromagnetically controlled valve.

Comme appareils de fixation à gaz, on peut considérer, par exemple, des cloueurs, des marteaux et autres agrafeuses. As gas fasteners, for example, nailers, hammers and other staplers may be considered.

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. The valve, with reference to FIG. 1, is controlled by a control module 1 powered by a battery 11 and supplying a current to a solenoid 6 via an output stage 8, generally a power transistor 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. The solenoid 6, when energized, causes the valve to open and allows the admission of the gas into the combustion chamber of the apparatus from the gas cartridge 3 via a tubing 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). When the amount of gas deemed necessary is admitted into the chamber, the module 1 stops the current supply of the solenoid 6 which discharges into a diode 7 of protection of the output stage and to allow the closing of the valve 2 under the action of a return spring (not shown).

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. In fact, it turns out that the accuracy of the quantity of gas admitted into the combustion chamber has not been given special attention so far. However, it is at the origin of operating disparities that can lead to premature wear of the device, or at least a degraded performance.

La demanderesse a eu l'idée de chercher un moyen de régler précisément cette quantité de gaz. The plaintiff had the idea of looking for a way to precisely regulate this quantity of gas.

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. Thus, the invention relates to a device for controlling a gas transmission valve of a gas cartridge in a combustion chamber 2887958 2 of a gas fixation apparatus, comprising a solenoid valve control, characterized in that it comprises a control circuit for stabilizing the discharge of said solenoid.

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. Preferably, the device comprising an output of a solenoid discharge diode for evacuating the electrical energy stored during the opening of the valve, the control circuit comprises at least one voltage adjustment diode, connected in series with the diode discharge.

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. In this case, the voltage adjustment diode may be a Zener diode, chosen according to its breakdown voltage or Zener voltage to set the closing speed of the valve to a desired value.

L'invention concerne également un appareil de fixation à gaz comprenant le is dispositif de commande de l'invention. The invention also relates to a gas fixation apparatus comprising the control device of the 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. The invention will be better understood in the light of the following description of a preferred embodiment of the solenoid valve motor for gas fastening apparatus according to the invention, and the drawing illustrating it, in which: FIG. a diagram of the ordinary control device of a gas inlet valve of a gas fastening apparatus; - Figure 2 is a timing diagram of several electrical controls of a valve including that resulting from the control device according to the invention; Fig. 3 is a plot of a current characteristic of a discharge circuit; FIG. 4 is a diagram of the control device of a gas fastener valve according to the invention; FIG. 5 is a plot of the current characteristics of the discharge and control circuits according to the invention; FIG. 6 is a timing diagram of the evolution of the control current and of the voltage across the solenoid without the control circuit of the invention; and FIG. 7 is a chronogram of the evolution of the control current 2887958. of the voltage at the terminals of the control device according to the 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. With reference to FIG. 2, the instants being counted from the moment marked 0 at the beginning of the command applied by the module 1, and following the supply of the solenoid 6 in a current delivered by the same module 1, tl is the opening time of the valve 2 and t2 that of the stop of this supply.

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. The time t1 is constant because the rise of the current I to reach in the solenoid 6 the opening threshold Io of the valve is of short duration.

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. For the closing of the valve 2, from the stop t2 of the supply of the solenoid 6, the diode 7 evacuates more or less rapidly the energy stored in the solenoid 6, according to one of the curves 13 or 14 of closing, and the instant of the closing of the valve 2 occurs only when I reaches a residual current If below which the magnetic action of the solenoid 6 can no longer compensate the action of the return spring of the valve 2, c that is to say after a variable duration, the closure being able to take place between instants t3 and t4 corresponding to characteristic discharge curves 13 and 14 of the solenoid 6 in the 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. By virtue of the Zener diode 9 for adjusting the voltage, in series with the discharge diode 7 (FIG. 4), it is possible to obtain the closing of the valve 2 in a discharge time interval t5-t2 corresponding to the slope curve 15 larger and much better stabilized because much shorter, to obtain a T valve opening time T5 equal to t1, which is much more stable, so predictable, which allows to control it. It will be noted that the Zener diode 9 has a forward direction opposite to that of the discharge diode 7.

En conséquence, la quantité de gaz admise dans la chambre de combustion est bien plus précise. As a result, the amount of gas admitted into the combustion chamber is much more precise.

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. Referring to Figure 3, the characteristic 21, 22, representing the current Id flowing in the discharge circuit 7, so here a discharge diode, depending on the voltage V across the solenoid 6, has a bend to the threshold voltage Vo of about 0.6 volts from which the diode 7 is conducting.

Toutes les diodes dites de redressement ont une tension de seuil d'environ cette valeur. All so-called rectifying diodes have a threshold voltage of about this value.

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. The discharge diode 7 allows an evacuation of the energy stored in the solenoid 6 by a current Id being established at a value equal to Io Vo / L, where L is the reactance of the solenoid 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. The characteristic voltage current curves, in indents 21-22 for the discharge diode 7, in indents 33-31-32 for the Zener diode 9, in opposition with the discharge diode 7, and in solid lines 34-35-36 for the characteristic of the set of two diodes are shown in FIG.

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. In the forward direction, the two diodes have the same characteristic and have a Vo threshold of 0.6 volts and here Vo for the zener diode 9, since it is in opposition to the discharge diode 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. Since the two diodes 7 and 9 are in series, in the blocked direction of the discharge diode 7, no current Id can flow in the zener diode 9, which allows the module 1 to control the opening of the valve 2 in the same conditions as if the zener diode 9 was not present.

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. On the other hand, in the blocked direction of a zener diode, that is to say here, and for the same reason as above, in the direction going from the discharge diode 7, the characteristic of the zener diode 9 has a bend at the zener voltage Vz, or breakdown voltage of about 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. As the two diodes are in series, it is this zener voltage that determines the voltage across the solenoid 6 and therefore the value of the current Id of its discharge at the time of closure of the valve 2, here substantially equal to (Vo + Vz) / L. 2887958 5 The stiffness of the characteristic curve 15 is thus at least ten times greater and the inaccuracy of the closing time t5 of the valve 2 changes in the same proportion, at least ten times smaller. As a result, the amount of gas admitted into the combustion chamber is more precisely determined.

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. The difference in operation between the control devices before and after the introduction of the zener diode 9 is well illustrated by FIGS. 6 and 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. In Figure 6, the timing diagram 40 of the voltage V across the solenoid 6 is solid line and that 45 of the current and I dotted line. The shaded area 41 corresponds to the image of the energy discharged by the diode 7. It is spread over time so that the duration T ends at a time t3 or t4 which is late with respect to the instant t2 of the closing command of the valve 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 the contrary, in FIG. 7, the hatched surface 43 which corresponds to the image of the energy discharged by the diode 7 is spread in voltage so that the duration T ends at a time t5 very close to the instant t2. of the closing command of the valve 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). The Zener diode can be chosen according to its breakdown voltage or Zener voltage Vz to further increase the shortness of the duration t5 t2 and thus adjust the accuracy and closing speed of the valve 2 to the desired value. Vz can be chosen between about 6.8 volts and about 20 volts. Indeed, the maximum value of the current Id is equal to the current between t 1 and t 2 (Id max = battery / Rsolénoïde). The maximum value of the current Id does not depend on the Zener voltage. The value of the voltage of the Zener voltage depends on the slope of the discharge current but not on the maximum value of the current. If the Zener voltage is chosen higher than 6.8 V, the closing time between t2 and t5 hardly decreases, because the closing speed of the valve 2 is limited by the speed of movement of the return spring (mechanical limit) .

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. 2887958 6 Instead of the Zener diode, we could have added n diodes Di of adjustment (not shown) in series with the discharge diode 7, the current I takes the value (n + 1) .Vo / L much larger than the above, and the energy is evacuated much faster and is also made more stable. But then many diodes would be needed to obtain a closing speed of the valve 2 leading to a good stability of T. This solution is less interesting.

Claims

7 CLAIMS

A device (1, 6) for controlling a gas transmission valve (2) of a gas cartridge (3) in a combustion chamber of a gas-fastening apparatus, comprising a solenoid (6) valve control unit (2), characterized in that it comprises an adjusting circuit (9) for stabilizing the discharge (Id) of said solenoid (6).

2- Device according to claim 1, comprising at output a circuit (7) for discharging the solenoid (6) to evacuate the electrical energy stored during the opening of the valve (2), and wherein the control circuit comprises at least one voltage adjusting diode (9).

3- Device according to claim 2, wherein the control circuit (9) is in series with the discharge circuit (7).

4- Device according to one of claims 2 and 3, wherein the voltage adjusting diode (9) is a Zener diode, chosen according to its breakdown voltage (Vz) to adjust the closing speed of the valve ( 2).

5- Device according to one of claims 2 to 4, wherein the adjusting circuit (9) is in opposition with the discharge circuit (7).

6. Gas fixation apparatus comprising the control device of one of claims 1 to 5.