控制方法和手持工具機(jī)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種手持式的工具機(jī)，特別是例如由US 2010/108736A或US2004/134961 A已知的。具有活塞的燃燒室填充有空氣和可燃?xì)怏w。點(diǎn)燃?xì)怏w混合物，由此燃燒氣體使活塞加速。活塞的動(dòng)能用于將銷釘(釘子，Nagel)驅(qū)動(dòng)到工件中?；钊綁嚎s機(jī)將空氣壓縮并且輸送至儲(chǔ)存器。由儲(chǔ)存器對(duì)燃燒室進(jìn)行供氣。提高的空氣壓力實(shí)現(xiàn)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(jī)及其所需的能源導(dǎo)致安裝設(shè)備增大的重量和尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]根據(jù)本發(fā)明的控制方法設(shè)置用于手持工具機(jī)，該手持工具機(jī)具有電動(dòng)機(jī)、給電動(dòng)機(jī)供電的電源、用于激活手持工具機(jī)的運(yùn)行功能的按鍵。電動(dòng)機(jī)特別是在氣體驅(qū)動(dòng)的安裝設(shè)備情況下可以特別是在電動(dòng)機(jī)軸上具有風(fēng)扇(風(fēng)扇葉輪，Lufterrad)的壓縮機(jī)的一部分。電動(dòng)機(jī)同樣可以用于將活塞引回到安裝設(shè)備的燃燒室中。響應(yīng)按鍵的操作，電動(dòng)機(jī)加速至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。在加速期間，電動(dòng)機(jī)控制器將電動(dòng)機(jī)的功率消耗控制在恒定的目標(biāo)功率。
[0003]電池組占手持工具機(jī)總重的大部分。相應(yīng)地根據(jù)所需電容量、額定電壓、及其關(guān)于最大功率的允許負(fù)荷能力來選擇電池組。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠減少總重，因?yàn)樵摲椒ń档土藢?duì)于所允許負(fù)荷能力的要求。電池組或其他電源(例如待冷卻的功率元件)的最大功率只針對(duì)電動(dòng)機(jī)加速期間的目標(biāo)功率進(jìn)行設(shè)置。但是該控制方法由于較高的歐姆損耗而在能量消耗方面不利。對(duì)于相同的加速功，比具有恒定電流的傳統(tǒng)加速引入更大的電流。
[0004]電動(dòng)機(jī)控制器可以將電動(dòng)機(jī)中的電流限制在極限值。傳感器測(cè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)控制器隨著轉(zhuǎn)速的增大而降低極限值。該控制方法在電動(dòng)機(jī)中引入的不是恒定的電流，而是隨轉(zhuǎn)速減小的電流。極限值優(yōu)選大致與轉(zhuǎn)速呈反比。
[0005]—種設(shè)計(jì)設(shè)置為，以最大電流加速靜止的電動(dòng)機(jī)并且隨著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸增大直至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速而減小電流。
[0006]—種設(shè)計(jì)設(shè)置為，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，該風(fēng)扇將空氣輸入手持工具機(jī)的燃燒室中。
[0007]—種設(shè)計(jì)設(shè)置為，當(dāng)燃燒室中的壓力達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)?？扇?xì)怏w可以從容器(Kartusche，罐)輸入燃燒室中并且在達(dá)到目標(biāo)值時(shí)將可燃?xì)怏w和空氣的混合物點(diǎn)燃。
[0008]—種設(shè)計(jì)設(shè)置為，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)手持工具機(jī)的燃燒室的活塞回到初始位置。
【附圖說明】
[0009]接下來的描述根據(jù)示例性的實(shí)施方式和附圖闡述了本發(fā)明。附圖中:
[0010]圖1示出了銷釘?shù)陌惭b設(shè)備，
[0011]圖2示出了安裝設(shè)備的控制圖，
[0012]圖3示出了壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，
[0013]圖4示出了電動(dòng)機(jī)的電流和功率消耗的變化，
[0014]圖5示出了用于電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制器的框圖。
[0015]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(biāo)記表示。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1作為手持工具機(jī)的示例示意性地示出了用于銷釘2的燃燒力驅(qū)動(dòng)的安裝設(shè)備
1。該安裝設(shè)備1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(shè)備1的燃燒室4中的氣體混合物燃燒而提供。在運(yùn)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(dǎo)安裝設(shè)備1。為此安裝設(shè)備1相應(yīng)地結(jié)構(gòu)緊湊并且輕便。
[0017]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(yùn)動(dòng)?；钊?通過膨脹的燃燒氣體而朝安裝方向3加速?；钊?設(shè)有沖頭7，該沖頭突出至槍管8中。銷釘2可以單個(gè)地用手或者自動(dòng)地通過彈倉(cāng)9置入槍管8中。隨活塞6移動(dòng)的沖頭7將銷釘2從槍管8擠出，壓入工件中。
[0018]使用者通過操作安全按鍵10和觸發(fā)按鍵11來觸發(fā)安裝過程。設(shè)備控制器12響應(yīng)操作而對(duì)燃燒室4填充氣體混合物并且通過燃燒室4中的點(diǎn)火器13點(diǎn)燃?xì)怏w混合物。
[0019]氣體混合物由可燃?xì)怏w和空氣組成?？扇?xì)怏w優(yōu)選包含易揮發(fā)、短鏈的烴?？扇?xì)怏w優(yōu)選通過容器14提供。容器14設(shè)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(fù)填充?？煽氐挠?jì)量閥16設(shè)置在容器14和燃燒室4之間。設(shè)備控制器12打開和關(guān)閉計(jì)量閥16并且由此計(jì)量為安裝過程輸入燃燒室4的可燃?xì)怏w的量。
[0020]燃燒室4通過壓縮機(jī)17高效地填充空氣?？諝馓峁┤紵璧难鯕?。壓縮機(jī)17包括風(fēng)扇18和無刷的電動(dòng)機(jī)19。風(fēng)扇18設(shè)計(jì)為徑向風(fēng)扇，該徑向風(fēng)扇沿其軸線吸入空氣并且在徑向上排出空氣。風(fēng)扇18通過一轉(zhuǎn)輸送少于5ccm，例如在0.5ccm (立方厘米)和2ccm之間。運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于2000 (兩千)轉(zhuǎn)每秒(120000rpm)，從而達(dá)到每秒鐘2000ccm和lOOOOccm之間的空氣流。
[0021]壓縮機(jī)17直接向燃燒室4供氣。在壓縮機(jī)17和燃燒室4之間沒有設(shè)置緩沖器，該緩沖器要由壓縮機(jī)17加載并且要由該緩沖器根據(jù)需要填充燃燒室4。貫穿的通道20起始于壓縮機(jī)17并且終止于燃燒室4。該通道20通入燃燒室4的入口閥21中。入口閥21由設(shè)備控制器12控制。通道20在所示的實(shí)施方式中具有旁通閥22。由壓縮機(jī)17產(chǎn)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(huán)境中。設(shè)備控制器12能夠關(guān)閉旁通閥22，由此空氣流完全地流入燃燒室4。替換性地或額外地，可以在燃燒室4中設(shè)置旁通閥23?？諝饬髁魅肴紵?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(shè)置用于在打開的情況下使空氣流以至少每秒鐘lOOOccm進(jìn)入周圍環(huán)境中。
[0022]壓縮機(jī)17的電動(dòng)機(jī)19由電池24供電。電池24優(yōu)選包含基于鋰離子技術(shù)的蓄電池單元。電池24可以在燃燒室4和壓縮機(jī)17旁邊持久地設(shè)置在殼體15中，或者電池24以能夠卸下的方法固定在殼體15上。
[0023]參照?qǐng)D2中的控制圖和圖3中的時(shí)間曲線說明安裝過程。起點(diǎn)T01時(shí)安裝設(shè)備1處于靜止?fàn)顟B(tài)S01。燃燒室4已放氣，在燃燒室4中基本只有環(huán)境壓力下的空氣。壓縮機(jī)17是關(guān)閉的并且不輸送空氣?；钊?優(yōu)選處于其使燃燒室4的體積最小的初始位置。
[0024]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(shí)操作安全按鍵10。設(shè)備控制器12連續(xù)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(shè)備1壓在工件上而松開安全按鍵10，設(shè)備控制器12就中斷安裝過程并且安裝設(shè)備1轉(zhuǎn)化至其靜止?fàn)顟B(tài)S01。
[0025]響應(yīng)安全按鍵10的操作而接通S03壓縮機(jī)17。電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速26從初始的零加速到中間值27。中間值27例如大于2500轉(zhuǎn)每秒。中間值27優(yōu)選在運(yùn)行轉(zhuǎn)速28的50%和90%之間。設(shè)備控制器12優(yōu)選在加速開始時(shí)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(shè)置在燃燒室4中，則入口閥21連同旁通閥23打開。當(dāng)達(dá)到T03中間值27之后，電動(dòng)機(jī)19在S05保持轉(zhuǎn)速
26。旁通閥22、23保持完全打開。設(shè)備控制器12進(jìn)行等待S06直至操作觸發(fā)按鍵11。如果在安全按鍵10的操作T02之后的預(yù)設(shè)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)沒有操作觸發(fā)按鍵11，就關(guān)閉壓縮機(jī)
17。安裝設(shè)備1回到靜止?fàn)顟B(tài)S01。
[0026]使用者在安全按鍵10之后操作觸發(fā)按鍵11 (T04)。設(shè)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(yīng)對(duì)安全按鍵10的操作，壓縮機(jī)17加速S08至其運(yùn)行轉(zhuǎn)速28。運(yùn)行轉(zhuǎn)速28大于2000轉(zhuǎn)每秒(180000rpm)。壓縮機(jī)17的輸送功率達(dá)到3升每秒至10升每秒的值。
[0027]旁通閥22響應(yīng)觸發(fā)按鍵11的操作而關(guān)閉S09。該關(guān)閉S09優(yōu)選隨加速的開始T04而進(jìn)行，也可以在加速過程中或者在達(dá)到T05運(yùn)行轉(zhuǎn)速28時(shí)進(jìn)行。此時(shí)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(guān)閉。微小的徑向風(fēng)扇只能夠形成低的靜態(tài)壓力差。該作用方式要求持續(xù)的高的空氣流，即使是當(dāng)基本已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)壓力時(shí)。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(biāo)值。該目標(biāo)值(壓縮比)無量綱地作為燃燒室4與周圍環(huán)境中空氣壓力之比給出。該壓縮比通過設(shè)備控制器12預(yù)先設(shè)定。設(shè)備控制器12基于環(huán)境溫度和環(huán)境壓力而求得該壓縮比。設(shè)備控制器12計(jì)算S10壓縮機(jī)17為了達(dá)到燃燒室4中的壓縮比所需的持續(xù)時(shí)間(時(shí)間點(diǎn)T06)。壓縮機(jī)17以運(yùn)行轉(zhuǎn)速28運(yùn)行S11，直至達(dá)到燃燒室中的壓縮比。
[0028]在旁通閥22、23關(guān)閉之后，可燃?xì)怏w噴入S12燃燒室4中。設(shè)備控制器12基于環(huán)境溫度和環(huán)境壓力計(jì)算可燃?xì)怏w的量?？扇?xì)怏w的量和空氣的量相互協(xié)調(diào)，從而獲得期望的安裝能。噴入可燃?xì)怏w的時(shí)間點(diǎn)取決于所使用的旁通閥22、23的類型。當(dāng)旁通閥23位于燃燒室4的后面時(shí)證明有利的是，可燃?xì)怏w在馬上要達(dá)到壓縮比時(shí)才噴入