控制方法和手持工具機的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種手持式的工具機，特別是例如由US 2010/108736 A或US 2004/134961 A已知的。具有活塞的燃燒室填充有空氣和可燃氣體。點燃氣體混合物，由此燃燒氣體使活塞加速。活塞的動能用于驅動銷釘進入工件。活塞式壓縮機將空氣壓縮并且輸送至儲存器。由儲存器對燃燒室進行供氣。提高的空氣壓力實現了在較小的燃燒室中供給用于燃燒的等量空氣。但是額外的壓縮機及其所需的能源導致安裝設備增大的重量和尺寸。
【發明內容】
[0002]根據本發明的用于安裝銷釘(釘子，Nagel)的手持工具機具有能夠由使用者操作的用于觸發銷釘安裝的按鍵。設有燃燒室，在其中能夠點燃由可燃氣體和空氣組成的混合物。活塞可運動地設置在燃燒室中，用于通過燃燒氣體沿安裝方向加速。活塞具有朝安裝方向從活塞突出的、用于推進銷釘的沖頭。壓縮機在點火前壓縮燃燒室中的空氣。該壓縮機具有風扇(風扇葉輪，LUfterrad)和電動機。在電動機的運行轉速情況下，風扇具有至少2000轉每秒的轉速。設備控制器響應按鍵的操作將電動機加速至運行轉速。
[0003]使用具有非常快速旋轉的風扇的壓縮機已證明有利于減少手持工具機的總重。壓縮機的額外重量包括電動機的供電通過減小的燃燒室而得到平衡。當風扇適宜地設置在電動機的轉子軸上時，電動機和風扇的轉速相等。
[0004]—種設計設置為，風扇通過一次旋轉輸送少于5ccm，例如少于2ccm，并且優選多于
0.5ccm的空氣，特別是輸送至燃燒室中。風扇優選為徑向風扇，其特別在徑向上吹出空氣。雖然徑向風扇受到其大小和結構的限制而不能夠形成大的壓力差，但是輸送了大的空氣流。
[0005]一種設計設置為，壓縮機將燃燒室中的壓力提高到環境壓力的最少1.3倍和最大3.5倍。對于需要達到的壓縮比[1(]，運行轉速[0]為至少(轉每秒):0 = 6700(1(-1)。
[0006]壓縮機優選在等待銷釘安裝時才運行。一旦操作手持工具機的安全機構，就接通壓縮機的電動機。在操作安全機構之前關閉壓縮機并且隨后進行點火。
[0007]用于安裝銷釘的手持工具機的控制方法具有下述步驟，其中該手持工具機具有燃燒室、包括風扇和電動機的壓縮機、以及能夠由使用者操作的按鍵。一旦使用者操作按鍵，電動機加速到2000轉每秒之上的運行轉速。為此燃燒室中的壓力增高到至少為環境壓力的1.3倍的目標壓力。燃燒室的體積優選為200ccm和500ccm之間的大小。風扇具有小于5ccm每轉的輸送功率。可燃氣體注入燃燒室中。可以在馬上達到目標壓力之前進行注射。一旦達到燃燒室中的目標壓力，就點燃由空氣和可燃氣體組成的混合物。目標壓力可以直接確定或者通過時間控制來確定。隨著點火，即隨著達到目標壓力而關閉電動機。
[0008]—種設計設置為，當操作安全機構時，設備控制器將電動機從靜止狀態加速到運行轉速的至少75%。當在安全機構之后操作按鍵時，電動機加速到運行轉速。
[0009]—種設計設置為，手持工具機確定周圍環境的溫度并且基于該溫度調整運行轉速。隨著較低的溫度而選擇較小的運行轉速。根據運行轉速調整燃燒室中的壓縮比。
[0010]—種設計設置為，手持工具機具有用于由使用者調節安裝能的調整部件。根據調節的安裝能確定運行轉速，同樣地根據調節的安裝能確定注入燃燒室中的可燃氣體的量。燃燒室中達到的壓力以及氧氣的量可以通過運行轉速調節。因此與可燃氣體量的唯一適配相反，可以為最佳的燃燒而保持或調節混合比例。
【附圖說明】
[0011]接下來的描述根據示例性的實施方式和附圖闡述了本發明。附圖中:
[0012]圖1示出了銷釘的安裝設備，
[0013]圖2示出了安裝設備的控制圖，
[0014]圖3示出了壓縮機轉速的變化，
[0015]圖4示出了電動機的電流和功率消耗的變化，
[0016]圖5示出了用于電動機的電動機控制器的框圖。
[0017]只要沒有另外說明，相同或作用相同的部件在附圖中用相同的附圖標記表示。
【具體實施方式】
[0018]圖1作為手持工具機的示例示意性地示出了用于銷釘2的燃燒力驅動的安裝設備I。該安裝設備I將銷釘2沿安裝方向3壓入工件中。為此需要的能量通過安裝設備I的燃燒室4中的氣體混合物燃燒而提供。在運行過程中，即在安裝銷釘2的過程中，使用者通過把手5保持并引導安裝設備I。為此安裝設備I相應地結構緊湊并且輕便。
[0019]在安裝方向3上通過活塞6封閉燃燒室4，該活塞平行于安裝方向3運動。活塞6通過膨脹的燃燒氣體而朝安裝方向3加速。活塞6設有沖頭7，該沖頭突出至槍管8中。銷釘2可以單個地用手或者自動地通過彈倉9置入槍管8中。隨活塞6移動的沖頭7將銷釘2從槍管8擠出，壓入工件中。
[0020]使用者通過操作安全按鍵10和觸發按鍵11來觸發安裝過程。設備控制器12響應操作而對燃燒室4填充氣體混合物并且通過燃燒室4中的點火器13點燃氣體混合物。
[0021]氣體混合物由可燃氣體和空氣組成。可燃氣體優選包含易揮發、短鏈的烴。可燃氣體優選通過容器14(Kartusche，罐)提供。容器14設置在殼體15的容納部中。容器14能夠取出并更換滿的容器14或者容器14能夠重復填充。可控的計量閥16設置在容器14和燃燒室4之間。設備控制器12打開和關閉計量閥16并且由此計量為安裝過程輸入燃燒室4的可燃氣體的量。
[0022]燃燒室4通過壓縮機17高效地填充空氣。空氣提供燃燒所需的氧氣。壓縮機17包括風扇18和無刷的電動機19。風扇18設計為徑向風扇，該徑向風扇沿其軸線吸入空氣并且在徑向上排出空氣。風扇18通過一次旋轉輸送少于5ccm，例如在0.5ccm(立方厘米)和2ccm之間。運行轉速大于2000(兩千)轉每秒(120000rpm)，從而達到每秒鐘2000ccm和1000ccm之間的空氣流。
[0023]壓縮機17直接向燃燒室4供氣。在壓縮機17和燃燒室4之間沒有設置緩沖器，該緩沖器要由壓縮機17加載并且要由該緩沖器根據需要填充燃燒室4。貫穿的通道20起始于壓縮機17并且終止于燃燒室4ο該通道20通入燃燒室4的入口閥21。入口閥21由設備控制器12控制。通道20在所示的實施方式中具有旁通閥22。由壓縮機17產生的空氣流能夠通過打開的旁通閥22而流入殼體15，即流入周圍環境中。設備控制器12能夠關閉旁通閥22，由此空氣流完全地流入燃燒室4 ο替換性地或額外地，可以在燃燒室4中設置旁通閥23 ο空氣流流入燃燒室4中，并且能夠通過打開的旁通閥23而泄露。旁通閥22、23以及可能包含的其他管路設置用于在打開的情況下使空氣流以至少每秒鐘100ccm進入周圍環境中。
[0024]壓縮機17的電動機19由電池24供電。電池24優選包含基于鋰離子技術的蓄電池單元。電池24可以在燃燒室4和壓縮機17旁邊持久地設置在殼體15中，或者電池24以能夠卸下的方式固定在殼體15上。
[0025]參照圖2中的控制圖和圖3中的時間曲線說明安裝過程。起點TOl時安裝設備I處于靜止狀態S01。燃燒室4已放氣，在燃燒室4中基本只有環境壓力下的空氣。壓縮機17是關閉的并且不輸送空氣。活塞6優選處于其使燃燒室4的體積最小的初始位置。
[0026]使用者將槍管8壓向工件。示例的槍管8能夠克服彈簧25而移入殼體15中。在此在T02時操作安全按鍵10。設備控制器12連續地檢查S02安全按鍵10是否保持操作。如果使用者通過不再將安裝設備I壓在工件上而松開安全按鍵10，設備控制器12就中斷安裝過程并且安裝設備I轉化至其靜止狀態SOl。
[0027]響應安全按鍵10的操作而接通S03壓縮機17。電動機19的轉速26從初始的零加速到中間值27 ο中間值27例如大于2500轉每秒。中間值27優選在運行轉速28的50 %和90 %之間。設備控制器12優選在加速開始時或者加速至中間值27的過程中打開S04旁通閥22、23。在此燃燒室4的入口閥21可以是打開的。如果旁通閥23設置在燃燒室4中，則入口閥21連同旁通閥23打開。當達T03到中間值27之后，電動機19在S05保持轉速26。旁通閥22、23保持完全打開。設備控制器12進行等待S06直至操作觸發按鍵11。如果在安全按鍵10的操作T02之后的預設的持續時間內沒有操作觸發按鍵11，就關閉壓縮機17。安裝設備I回到靜止狀態SOlo
[0028]使用者在安全按鍵10之后操作觸發按鍵11(T04)。設備控制器12檢查S07是否始終保持操作安全按鍵10，如果不是的話就中斷安裝過程。響應對安全按鍵10的操作，壓縮機17加速S08至其運行轉速28。運行轉速28大于2000轉每秒(180000rpm)。壓縮機17的輸送功率達到3升每秒至10升每秒的值。
[0029]旁通閥22響應觸發按鍵11的操作而關閉S09。該關閉S09優選隨加速的開始T04而進行，也可以在加速過程中或者在達到T05運行轉速28時進行。此時空氣流完全地流入燃燒室4中。燃燒室4不是密封封閉的，而是允許0.3和0.8升每秒之間的流失。例如旁通閥23可以保持打開或者僅部分地關閉。微小的徑向風扇只能夠形成低的靜態壓力差。該作用方式要求持續的高的空氣流，即使是當基本已經達到目標壓力時。由于流入比流出更多，使得燃燒室4中的壓力提高到1.3和3.5之間的目標值。該目標值(壓縮比)無量綱地作為燃燒室4與周圍環境中空氣壓力之比給出。該壓縮比通過設備控制器12預先設定。設備控制器12基于環境溫度和環境壓力而確定該壓縮比。設備控制器12確定SlO壓縮機17為了達到燃燒室4中的壓縮比所需的持續時間(時間點T06)。壓縮機17以運行轉速28運行Sll，直至達到燃燒室中的壓縮比。
[0030]在旁通閥22、23關閉之后，可燃氣體噴入S12燃燒室4中。設備控制器12基于環境溫度和環境壓力確定可燃氣體的量。可燃氣體的量和空氣的量相互協調，從而獲得期望的安裝能。噴入可燃氣體的