FR2972666A1 - Outil de scellement a gaz a perte de combustible limitee - Google Patents

Abstract

L'outil comprend i) un moteur à combustion interne, un dispositif (2) d'injection de combustible dans la chambre du moteur, comprenant un clapet (13) et un piston d'injection (22), le piston d'injection (22) s'étendant au-delà du clapet (13), et iii) un joint d'étanchéité (40) monté sur le piston d'injection (22) du clapet (13.) Le piston d'injection (22) comporte un alésage intérieur (24) ouvert sur l'extérieur et le clapet (13) et son piston d'injection (22) sont agencés pour que, en position d'ouverture, le combustible d'un récipient (1) puisse, à l'extérieur du clapet (13), ne s'écouler que par l'alésage intérieur (24) du piston d'injection (22). Grâce à l'invention, la perte de combustible est réduite au mieux.

Description

L'invention concerne les outils de scellement dits à gaz, c'est-à-dire les outils comprenant un « moteur à combustion interne » fonctionnant par la mise à feu dans une chambre de combustion d'un mélange air- combustible, le combustible étant injecté dans la chambre par un dispositif d'injection depuis un récipient de combustible appelé cartouche de gaz. De tels outils sont destinés à entraîner des éléments de fixation dans des matériaux supports pour y fixer des pièces. Les cloueurs à gaz sont aujourd'hui très répandus. Par outil à gaz, on entend un outil avec une source d'énergie de propulsion constituée de gaz ou d'un autre combustible pour moteur à combustion interne, par exemple de l'essence, de l'alcool, sous forme liquide et/ou gaz.

Comme dispositif d'injection, on peut utiliser, par exemple, une électrovanne, un injecteur piézoélectrique. Un dispositif d'injection comporte un embout d'aspiration, aussi désigné embout de connexion, et une cartouche de gaz, un embout d'éjection, les deux embouts étant généralement emboîtés dans un raccord d'étanchéité. L'embout d'éjection est monté dans la cartouche dans un poussoir et sous l'action d'un déplacement de l'embout du dispositif, l'embout d'éjection est repoussé contre l'action d'un ressort pour libérer une dose de combustible.

Un dispositif d'injection comporte généralement un clapet dont la soupape est constituée par l'embout d'aspiration. Il en est ainsi notamment du dispositif d'injection décrit dans le document EP 2 119 535.

Dans le dispositif de ce document antérieur, dans lequel l'embout 30 d'aspiration comporte une portion d'extrémité s'étendant au-delà du clapet, l'écoulement du combustible de l'embout d'éjection de la cartouche jusque dans l'embout d'aspiration du clapet du dispositif s'effectue notamment par un passage annulaire ménagé à l'extérieur du clapet autour de la portion d'extrémité de l'embout-soupape du clapet. Un tel agencement nécessite de 35 prévoir des moyens d'étanchéité importants et d'usiner des orifices d'écoulement du combustible dans les deux embouts d'éjection et d'aspiration.25 De surcroît, dès qu'on solidarise une cartouche et un dispositif d'injection, du combustible se répand entre les deux embouts et, au-delà, jusqu'au clapet du dispositif. Quand on déconnecte la cartouche du dispositif, tout ce volume de combustible se perd. Or cela peut représenter plusieurs doses, jusqu'à plusieurs dizaines, alors qu'on utilise aujourd'hui des cartouches d'environ mille doses. Ce n'est pas négligeable. C'est d'autant plus fâcheux que les cartouches de gaz se sont substituées aux cartouches de poudre précisément grâce au fait que le gaz permet un nombre de tirs très important et qu'en perdre quelques uns est donc pour le moins regrettable. Il faudrait donc normalement maintenir la connexion cartouche-dispositif d'injection.

Le problème à l'origine de l'invention de la présente demande est donc de réduire au mieux la perte de combustible quand on désolidarise la 15 cartouche du dispositif d'injection.

Ainsi, l'invention concerne un outil de scellement à gaz comprenant i) un moteur à combustion interne avec une chambre de combustion, destinée à recevoir un mélange d'air et de combustible d'un 20 récipient de combustible, ii) un dispositif d'injection de combustible dans la chambre, comprenant un clapet et un piston d'injection monté coulissant dans le clapet entre une position de fermeture et une position d'ouverture du clapet provoquée par l'action d'un embout d'éjection du récipient, le piston d'injection s'étendant à cet effet au-delà du clapet, et iii) un joint 25 d'étanchéité monté sur le piston d'injection du clapet et agencé pour recevoir un embout d'éjection de récipient de combustible, caractérisé par le fait que le piston d'injection comporte un alésage intérieur ouvert sur l'extérieur et le clapet et son piston d'injection sont agencés pour que, en position d'ouverture, le combustible d'un récipient puisse, à l'extérieur du 30 clapet, ne s'écouler que par l'alésage intérieur du piston d'injection.

Le combustible d'un récipient s'écoulant à l'intérieur du piston d'injection, et non à l'extérieur comme dans l'outil du document de l'art antérieur visé plus haut, l'outil est simple à fabriquer et ne nécessite dans le 35 dispositif d'injection, à l'extérieur du clapet, que le seul joint d'étanchéité dans lequel est emboité le piston d'injection.

Comme le clapet est actionné directement par l'ensemble de l'embout d'éjection du récipient, du piston d'injection et du joint monté sur le piston, en fait du joint placé entre le piston et l'embout du récipient, si on déconnecte le récipient du dispositif d'injection, on ne perd de combustible que le volume de l'intérieur de la portion de piston extérieure au clapet et de l'embout d'éjection du récipient.

Le piston d'injection peut comporter un épaulement annulaire faisant fonction de soupape agencée pour venir en appui contre un siège du 10 clapet, sous l'action d'un ressort.

On peut également prévoir, en guise de soupape de clapet, une bille repoussée contre un siège de clapet sous l'action d'un ressort et contre l'action de l'ensemble visé ci-dessus. 15 Avantageusement, le clapet est conformé en embout d'injection dans lequel est monté le piston d'injection, avec une rotule dans laquelle est ménagé un siège de clapet et qui est agencée pour coopérer avec des mâchoires de blocage disposées dans un adaptateur de fixation d'un 20 récipient de combustible au dispositif d'injection.

Le piston d'injection peut être d'une seule pièce avec une portion tubulaire s'étendant au-delà du clapet, l'alésage de la portion tubulaire communiquant avec l'intérieur du clapet par au moins un alésage radial. 25 Le piston d'injection peut aussi comprendre une portion tubulaire s'étendant au-delà du clapet et, à l'intérieur du clapet, une portion de soupape pouvant, sous l'action d'un ressort, prendre appui sur le siège de soupape pour obturer le clapet et pouvant en être dégagé sous l'action d'un 30 embout d'éjection de récipient et par l'intermédiaire de la portion tubulaire du piston d'injection.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation de l'outil de scellement de 35 l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe axiale de l'ensemble d'une première forme de réalisation du dispositif d'injection de combustible de l'outil de l'invention et d'un récipient de combustible fixés l'un à l'autre par un adaptateur, avec un piston d'injection en position d'ouverture du clapet du dispositif ; - la figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, mais avec le piston d'injection en position de fermeture du clapet ; - la figure 3 est une vue partiellement en coupe axiale d'une deuxième forme de réalisation du dispositif d'injection de combustible de l'outil de l'invention. En référence aux figures 1 et 2, va maintenant être décrit un ensemble comportant une cartouche de combustible 1, ici, comme dispositif d'injection-dosage, une électrovanne 2, un adapteur 3 de fixation de l'une à l'autre.

La cartouche Il s'agit d'un récipient 4 présentant une cuvette annulaire 5 délimitée, en périphérie, par un bourrelet 6 et, au centre, par un ilot 7 de retenue d'un poussoir intérieur 8 prolongé par un embout d'éjection extérieur 9. L'embout d'éjection 9 est un élément tubulaire qui peut donc être repoussé vers l'intérieur de la cartouche contre l'action d'un ressort de rappel 10. Tous ces éléments de la cartouche 1 sont parfaitement connus de l'homme du métier.

L'électrovanne L'électrovanne 2, dont on ne voit qu'une petite partie sur les figures, comporte, de façon classique, un corps avec une bobine, un embout tubulaire d'aspiration 13 et, autour de la base 14 de l'embout 13, une embase 15 dans laquelle l'embout 13, 14 est engagé, l'embase 15 étant elle-même engagée dans une jupe de fixation 38.

Plus particulièrement, l'embout d'aspiration, entre sa base 14 et son extrémité 17, comporte un ventre, ou un renflement, 18 formant rotule et agencé pour assurer une fonction de verrouillage de l'électrovanne 2 sur l'adaptateur 3, comme développé plus loin.

L'embout 13, dans sa portion comportant la rotule 18 et jusqu'à l'extrémité 17, comporte un alésage intérieur 19 qui, au-delà de la rotule 18, s'évase pour former un siège de clapet 20 se prolongeant par un espace élargi 21 de réception d'une tête de soupape 23. Un piston 22 formant soupape est en effet monté coulissant dans l'embout 13 qui forme donc un clapet. Le piston 22 comporte une tête 23 et une jambe tubulaire 28. La jambe tubulaire 28 est percée d'un alésage central 24 débouchant sur l'extérieur de l'embout, à son extrémité 17, et sur deux petits alésages radiaux 25 débouchant eux-mêmes sur l'espace élargi 21. La jambe tubulaire 28 est raccordée à la tête de piston-soupape 22 au niveau d'une gorge de réception d'un joint annulaire d'étanchéité 26 destiné à venir en appui contre le siège de clapet 20. La tête de piston 22 comporte ici un épaulement annulaire 27 servant d'appui à un ressort 29 de rappel du piston 22 en position de fermeture du clapet, le joint 26 en appui contre le siège du clapet 20.

Pour une raison évidente qui apparaîtra plus loin, la longueur de 15 la jambe de piston 28 est sensiblement plus grande que la longueur de l'embout 13, entre le siège du clapet 20 et l'extrémité 17.

Le ventre 18 de l'embout d'aspiration 13 de l'électrovanne présente ici une forme générale extérieure ressemblant à une boule quelque 20 peu ovoïde, plus élargie vers la base 14 de l'embout 13 que vers l'extrémité 17 de l'embout. Il forme rotule.

L'adaptateur Il s'agit d'un corps tubulaire 30, avec une paroi extérieure 25 rainurée 31. Il se poursuit, du côté destiné à coopérer avec la cartouche 1, par une jupe 32 d'accrochage dans la cuvette 5, par emboîtement de la jupe 32 dans le bourrelet 6 de la cartouche.

Depuis l'alésage central 33 de l'adaptateur, s'étendent des 30 mâchoires 34 de blocage de l'électrovanne par coopération de ces mâchoires, montées pour pouvoir s'écarter, avec la rotule 18 de l'embout d'aspiration 13 de l'électrovanne. Les mâchoires 34 font saillie hors de l'alésage central par leur extrémité d'accrochage et de blocage 35 qui présente une surface intérieure concave 36, correspondant sensiblement à la 35 forme extérieure de la rotule 18. En-deçà de l'extrémité 35, les mâchoires sont évidées pour présenter un épaulement intérieur 37 de forme complémentaire de celle de la rotule 18 dans sa partie la plus élargie.

Entre les mâchoires de blocage 34 et la jupe d'accrochage 32 est monté un raccord d'étanchéité 40. Le raccord 40 a ici une section en forme de H, présente une cloison médiane 41 percée d'un orifice de passage et offre deux manchons femelles 42, 43 aux deux embouts d'éjection 9 et d'aspiration 28 de la cartouche et de l'électrovanne.

Fonctionnement On peut commencer par monter l'adaptateur 3 sur la cartouche 1 10 ou sur l'électrovanne 2. D'ailleurs, normalement, il est monté sur la cartouche. Pour le monter sur la cartouche, on fait glisser légèrement à force la jupe 32 de l'adaptateur dans la cuvette 5, la jupe s'insérant à l'intérieur du bourrelet 6, jusqu'à ce que l'intérieur de la paroi tubulaire de 15 l'adaptateur vienne en butée contre l'îlot de retenue 7 et l'embout d'éjection 9 en butée contre la cloison médiane 41 du raccord d'étanchéité 40. On fait ensuite glisser l'électrovanne 2 dans l'adaptateur 3. Après le passage de l'extrémité 17 de l'embout d'aspiration au-delà des 20 extrémités 35 des mâchoires 34, la rotule 18 écarte ces extrémités pour passer légèrement en force jusqu'à ce que la rotule vienne se loger sous l'épaulement 37. Alors, l'extrémité 17 de l'embout 13 est insérée dans le manchon 42 en butée contre la cloison médiane 41 et la jupe de fixation 38 est emmanchée sur le corps tubulaire 30 de l'adapteur. 25 Dans cette position relative (figure 1), le poussoir 8 de la cartouche 1 est repoussé contre l'action du ressort 10, mais l'embout 9 de cartouche a repoussé dans l'autre sens le piston 22 contre l'action du ressort 29, la tête de piston 23 étant alors dégagée du siège de clapet 20. Le 30 combustible peut s'écouler de la cartouche dans l'électrovanne 2 par des orifices radiaux 44 dans l'embout 9, l'embout 9, l'alésage central 24 du piston 22, les alésages radiaux 25 et l'espace 21. A l'extérieur de l'espace élargi 21 du clapet 13, c'est-à-dire à l'extérieur du clapet 13, le combustible ne s'écoule que par l'alésage central 24 du piston d'injection 22. 35 On remarquera que le déplacement du piston 22 par l'embout 9 est possible du fait de la longueur de la jambe de piston 28 qui est plus grande que la longueur de l'embout 13, entre le siège 20 et l'extrémité 17.

On a décrit une électrovanne avec un piston et une tête de piston monobloc, d'une seule pièce. On peut également concevoir (figure 3) une jambe tubulaire 128, d'un piston d'injection 122, non liée à une tête de piston, mais coopérant avec une bille 121, elle-même agencée pour venir en butée contre le siège 120 du clapet 113 sous l'action du ressort 29.

Comme dans la forme de réalisation précédente, tous les autres composants étant identiques, dans la position opérationnelle de l'ensemble, quand le poussoir de cartouche 8 est déplacé contre l'action du ressort 10, l'embout 9 a déplacé dans l'autre sens la jambe tubulaire 128 et la bille 121 pour permettre au combustible de s'écouler de la cartouche 1 dans l'électrovanne 2 au travers de l'alésage central 124 de la jambe 128.

On a décrit un embout d'aspiration de l'électrovanne qui est un clapet à tête de piston ou à bille. Mais il ne se s'agit pas de caractéristiques limitatives de l'invention. Toute pièce ou autre pointeau agencé pour venir en appui contre le siège 20 peut également convenir. On pourrait également envisager d'utiliser un clapet à membrane, voire un clapet à sphincter.

Dans la première forme de réalisation, un ressort de rappel du piston 22 a été prévu. On notera qu'on pourrait s'en passer, la pression du gaz restant en amont du clapet lorsqu'on retire la cartouche en faisant office. 35

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Outil de scellement à gaz comprenant i) un moteur à combustion interne avec une chambre de combustion, destinée à recevoir un mélange d'air et de combustible d'un récipient de combustible (1), ii) un dispositif (2) d'injection de combustible dans la chambre, comprenant un clapet (13) et un piston d'injection (22) monté coulissant dans le clapet (13) entre une position de fermeture et une position d'ouverture du clapet provoquée par l'action d'un embout d'éjection (9) du récipient (1), le piston d'injection (22) s'étendant à cet effet au-delà du clapet (13), et iii) un joint d'étanchéité (40) monté sur le piston d'injection (22) du clapet (13) et agencé pour recevoir un embout d'éjection (9) de récipient de combustible, caractérisé par le fait que le piston d'injection (22) comporte un alésage intérieur (24) ouvert sur l'extérieur et le clapet (13) et son piston d'injection (22) sont agencés pour que, en position d'ouverture, le combustible d'un récipient (1) puisse, à l'extérieur du clapet (13), ne s'écouler que par l'alésage intérieur (24) du piston d'injection (22).
2. 2. Outil de scellement selon la revendication 1, dans lequel le clapet est conformé en embout d'injection (13) dans lequel est monté le piston d'injection (22), avec une rotule (18) dans laquelle est ménagé un siège de clapet (20) et qui est agencée pour coopérer avec des mâchoires de blocage (34) disposées dans un adaptateur (3) de fixation d'un récipient de combustible (1) au dispositif d'injection (2)-
3. 3. Outil de scellement selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le piston d'injection (22) est d'une seule pièce avec une portion tubulaire (28) s'étendant au-delà du clapet (13), l'alésage (24) de la portion tubulaire (28) communiquant avec l'intérieur (21) du clapet (13) par au moins un alésage radial (25).
4. 4. Outil de scellement, selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le piston d'injection (22) comprend une portion tubulaire (128) s'étendant au-delà du clapet (113) et, à l'intérieur du clapet (113), une portion de soupape (121) pouvant, sous l'action d'un ressort (29), prendre appui sur le siège de soupape (120) pour obturerle clapet (113) et pouvant en être dégagé sous l'action d'un embout d'éjection (9) de récipient (1) et par l'intermédiaire de la portion tubulaire (128) du piston d'injection (122).
5. 5. Outil de scellement selon la revendication 1, dans lequel le piston d'injection (22) comporte un épaulement annulaire (27) faisant fonction de soupape agencée pour venir en appui contre un siège (20) du clapet (13), sous l'action d'un ressort (29).
6. 6. Outil de scellement selon la revendication 1, dans lequel la soupape du clapet (113) est une bille (121) repoussée contre un siège de clapet (120) par un ressort (29). 20 25 30 35