CN108430704A - 燃烧动力驱动的安置设备和用于运行这种安置设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃烧动力驱动的安置设备(1)，用于将固定元件打入基础中，该安置设备具有至少一个用于燃料的主燃烧腔(6)；可经由来自主燃烧腔(6)的可膨胀的气体朝安置方向(15)驱动的驱动活塞(10)；和预腔(25)，对该预腔分配有点火装置(26)并且在点燃主燃烧腔(6)中的燃料‑空气‑混合物之前可在该预腔中构建作用到主燃烧腔(6)上的压力，其中，预腔(25)经由至少一个通孔(31、32)与预腔(25)的周围环境连接或可连接，通孔可由控制装置(30)闭合。为了改善在打入固定元件时的有效性和/或功能性，控制装置(30)包括电子控制器(100)。

Description

燃烧动力驱动的安置设备和用于运行这种安置设备的方法

技术领域

本发明关于一种燃烧动力驱动的安置设备以用于将固定元件打入基础中，该安置设备具有：至少一个用于燃料的主燃烧腔；工作活塞，其可经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体沿安置方向驱动；以及预腔，对其分配有点火装置并且在点燃主燃烧腔中的燃料-空气-混合物之前可在该预腔中构建作用到主燃烧腔上的压力，其中，预腔经由至少一个通孔与预腔的周围环境连接或可连接，该通孔可通过控制装置封闭。本发明还涉及一种用于运行这种燃烧动力驱动的安置设备的方法。

背景技术

由德国公开文献DE 10 32 035A1已知一种燃烧动力驱动的安置设备以用于将固定元件打入基础中，该安置设备具有：至少一个用于燃料的主燃烧腔；支承在活塞引导部中的工作活塞，其可经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体沿安置方向驱动；以及预腔，在点燃主燃烧腔中的燃料-空气-混合物之前可在该预腔中构建作用到主燃烧腔上的压力，其中，预腔由在活塞引导部之内的空间形成，该空间连接到处于其初始位置中的工作活塞的背离主燃烧腔的底侧上，并且其中，预腔经由通路至少间或地与主燃烧腔连接，其中，在主燃烧腔中设置用于探测压力的器件，用于探测压力的器件与用于主燃烧腔的点火装置共同作用。

发明内容

本发明的目的是，使得在借助燃烧动力驱动的安置设备打入固定元件时的有效性和/或功能性得以改善，该安置设备具有：至少一个用于燃料的主燃烧腔；工作活塞，经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体可朝安置方向驱动工作活塞；以及预腔，对预腔分配有点火装置并且在点燃主燃烧腔中的燃料-空气-混合物之前可在预腔中构建作用到主燃烧腔上的压力，其中，预腔经由至少一个通孔与预腔的周围环境连接或可连接，该通孔可通过控制装置封闭。

发明内容

在燃烧动力驱动的安置设备中，该安置设备用于将固定元件打入基础中，该安置设备具有至少一个用于燃料的主燃烧腔、可经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体朝安置方向驱动的驱动活塞、和预腔，对该预腔分配有点火装置并且在点燃主燃烧腔中的燃料-空气-混合物之前可在该预腔中构建作用到主燃烧腔上的压力，其中，预腔经由至少一个通孔与预腔的周围环境连接或可连接，通孔可由控制装置闭合，通过以下方式实现上述目的，亦即，控制装置包括电子控制器。通过使用电子控制器来闭合或打开预腔的通孔，可明显减小在燃烧动力驱动的安置设备运行时的不期望的摩擦损耗。由此可延长燃烧动力驱动的安置设备的使用寿命。

燃烧动力驱动的安置设备的一个较佳的实施例的特征是，电子控制器与电致动器连接。经由电致动器可以简单的方式快速地闭合或打开预腔的通孔。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，电致动器包括电动机。可经由电子控制器快速而简单地操控电动机。电动机例如安置在壳体外部上，尤其预腔气缸外部上，从而实现为电致动器。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，电致动器以机械方式与控制套筒联接。在电致动器和控制套筒之间的机械联接例如包括一种传动机构。控制套筒例如基本具有正圆柱状外侧部的形状，该正圆柱状外侧部可相对于限定预腔的壳体，尤其预腔气缸在打开或打开预腔的通孔的打开位置和打开预腔的通孔的关闭位置之间运动。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，控制套筒具有啮合部，啮合部经由齿轮与电致动器联接。啮合部例如可设置在齿条上，齿条附装在控制套筒的外部上。齿轮有利地与齿条的啮合部啮合。由此以简单的方式呈现一种传动机构，控制套筒经由该传动机构可通过由电子控制器操控的电动机运动。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，控制套筒如此实施并且可相对于预腔的通孔运动，亦即，经由电子控制器通过电致动器由控制套筒打开或闭合预腔的通孔。例如通过在壳体或预腔气缸上引导控制套筒允许控制套筒在打开位置和关闭位置之间的运动，预腔气缸限定预腔。在控制套筒中的通孔和预腔的通孔之间完全重合时，预腔的通过横截面或排出横截面是最大的。在关闭位置中，预腔的通孔较佳完全地通过控制套筒闭合。经由电子控制器可以简单的方式呈现控制套筒的任意中间位置。因此，借助电子控制器和电致动器可在打开位置和关闭位置之间使通过横截面平稳地变化。由此特别有利地允许在安置设备运行时的能量调节或设定。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，电子控制器与至少一个传感器装置连接，传感器装置分配给主燃烧腔。传感器装置例如是压力传感器，其检测在主燃烧腔中的压力。在控制装置的电子控制器中处理压力传感器的信号。传感器装置可包括其他的传感器，其例如检测环境压力、预腔中的压力、安置设备的加速度和/或安置设备的任意位置上的温度。

根据另一实施例，控制装置的电子控制器可具有用户界面。安置设备的用户可经由用户界面个性化地改变或调节安置设备的能量设定。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，电子控制器与分配给预腔的点火装置连接。由此以简单的方式允许在燃烧动力驱动的安置设备运行时的时间流程控制。在预腔点燃之后经过确定的持续时间之后可在时间上控制预腔的通孔的打开和关闭。为此在控制装置的电子控制器中例如测量以预腔点燃开始的时间间隔。在先前设定的时间间隔之后，此时可自动地同样经由电子控制器借助控制套筒激活电致动器以打开预腔的通孔。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，对主燃烧腔分配有另一点火装置。前述安置设备可仅通过分配给预腔的点火装置驱动。在预腔中点燃之后反应气体以向前推进的火焰前锋从预腔传播到主燃烧腔中。此时，经由在主燃烧腔中传播的火焰前锋在主燃烧腔中点燃此处包含的预先压缩的空气-燃料-混合物。但是也可经由在主燃烧腔中的另一点火装置点燃在主燃烧腔中的燃料-空气-混合物。

在用于运行前述的燃烧动力驱动的安置设备的方法中可替代地或额外地通过以下方式实现上面给出的目的，亦即，通过主燃烧腔压力控制预腔的通孔。由此可以简单的方式实现燃烧动力驱动的或气体驱动的安置设备，该安置设备具有明显更高的能量密度。通过前述措施能够特别简单地实现对预腔排气的控制。对此特别有利地，可降低在安置设备运行时的不期望的磨损。此外，由于通过主燃烧腔压力控制预腔的通孔可确保安置设备的明显提高的使用寿命。

该方法的一个较佳的实施例的特征是，根据点燃时间和/或根据传感器控制预腔的通孔。由此可以简单的方式实现在燃烧动力驱动的安置设备运行时对预腔排气的控制。

本发明同样也涉及一种具有用于执行前述方法的程序代码的计算机产品，尤其在安置设备的控制器中执行该程序时。

本发明还涉及一种用于前述安置设备的控制装置，尤其是电子控制器；电致动器和/或控制套筒。该零件同样可单独出售。

附图说明

从下文的描述中得到本发明的其他优点、特征和细节，在下文的描述中参考附图详细说明不同的实施例。

图1以纵剖面示出燃烧动力驱动的安置设备在预腔中进行点燃之前的简化示意图，该安置设备具有控制装置。

图2以纵剖面示出与在图1中类似的在预腔中进行点燃之前不久的安置设备，其具有另一控制装置。

具体实施方式

在图1和图2中明显简化地以纵剖面示出在不同的运行状态中的安置设备1。在图1和图2中所示的安置设备1可借助燃气或借助可蒸发的液体燃料来运行。安置设备1包括带有主气缸5的壳体3，主气缸限定主燃烧腔6。可经由进气装置8将气体和/或空气输送给主燃烧腔6。

在安置设备1的壳体3中，在图1和图2中的驱动活塞10可来回运动地被向上以及向下引导。驱动活塞10包括活塞杆11，活塞杆从活塞头12开始。活塞杆11的与活塞头12背离的安置端部14布置在(未图示的)栓引导部中，栓引导部用于引导固定元件，固定元件也称为栓。

栓引导部与驱动活塞10的布置在栓引导部中的活塞杆11也称为安置工具。经由安置工具可将固定元件，如钉子、栓或类似物打入(未图示的)基础中。在安置固定元件之前，安置设备1以其栓引导部挤压在基础上并且触发。例如(未图示的)开关用于触发安置过程，开关也称为触发开关。开关例如设置在安置设备1的(同样未图示的)手柄上。

在图1和图2中通过箭头15表示安置方向。在安置固定元件时，驱动活塞10以活塞杆11沿安置方向15剧烈加速，以便将固定元件打入基础中。在安置过程期间，驱动活塞10从其在图1和图2中显示出的初始位置运动到最终位置中，初始位置相应于上止点，最终位置相应于下止点。

通过固定在气缸上的活塞止挡16限制在图1和图2中的驱动活塞10向上运动。通过活塞止挡16限定驱动活塞10的上止点。活塞止挡16可与磁装置17组合。磁装置17例如用于以预定的保持力将驱动活塞10保持在其在图1和图2中所示的初始位置中。

通过一个或多个止挡和/或缓冲元件28、29限制驱动活塞10向下运动。止挡和/或缓冲元件28例如实施成缓冲器。

活塞头12包括第一活塞面21，第一活塞面21面对主燃烧腔6。第二活塞面22限定在预腔气缸24中的预腔25，第二活塞面22背离主燃烧腔6。预腔气缸24是安置设备1的壳体3的一部分。

预腔25是预燃烧腔，对预腔分配有点火装置26和进气装置27。此外，将止挡和/或缓冲元件28、29布置在预腔25中。经由进气装置27给预腔25或预燃烧腔25输送燃气-空气-混合物，借助点火装置26在预腔25中点燃燃气-空气-混合物。

预腔气缸24包括两个通孔31、32，这两个通孔例如允许废气从预腔25中排出。通过控制装置30可根据需要闭合通孔31、32。控制装置30包括控制套筒34，控制套筒具有两个通孔37、38。

在控制套筒34的通孔37、38与通孔31、32形成重合时，此时通孔31、32打开。在图1和图2中，通过控制套筒34闭合通孔31、32。控制套筒34基本上具有正圆柱状外侧部的形状并且可在图1和图2中向下以及向上运动。

在预腔25和主燃烧腔6之间设置两个或多个溢流口41、42。对溢流口41、42分别分配有阀装置43、44。阀装置43、44例如为气门盖，气门盖根据压力而打开，以允许点燃的空气-燃料-混合物从预腔25进入到主燃烧腔6中。在图1和图2中，阀装置43、44关闭。

安置设备1；121的在图1和图2中所示的实施例包括电子控制器100以用于表示控制装置30。控制导线102使电子控制器100受控地与电致动器104连接。电致动器104包括具有轴106的电动机105。在轴106的与电动机105背离的端部上示出齿轮108，可通过电动机105驱动齿轮以使其能转动。

齿轮108与啮合部110啮合，啮合部构造成直齿啮合部。啮合部110例如实施在齿条上，齿条设置在控制套筒34的外部上。在齿轮108逆时针转动时，控制套筒34在图1和图2中向下运动，亦即，朝安置方向15运动。在齿轮108顺时针转动时，控制套筒34在图1和图2中向上运动，亦即，反向于安置方向15运动。

电致动器104的电动机105例如是直线电动机。然而，代替电动机105，电致动器104也可包括其他的驱动器，例如压电致动器。不同于所示出的，控制套筒34也可以其他方式运动例如扭转，以打开和关闭预腔25的通孔31、32。控制套筒34的运动可以任意的方式通过施加电压来进行。

在图1中所显示的安置设备1中，对主燃烧腔6分配有传感器装置112。传感器装置112经由控制导线101以控制的方式与控制装置30的电子控制器连接。传感器装置112包括压力传感器，借助压力传感器检测在主燃烧腔6中的压力。在安置设备1运行时传感器装置112输出信号，该信号在电子控制器100中进行处理。

电子控制器100可具有其他的传感器输入端，传感器输入端与(未图示的)其他的传感器装置连接。借助其他的传感器装置例如可检测环境压力或预腔25中的压力。可替代地或额外地，可借助其他的传感器装置检测在安置设备1运行中的加速度和/或在不同位置上的温度。

电子控制器还有利地包括用户界面。安置设备1的用户可经由用户界面个性化地调节期望的用于运行安置设备1的能量。借助电子控制器100，尤其基于传感器数据和用户数据，在运行安置设备1时控制如下过程：对计量量的电子控制、对在预腔25中的点火装置26和/或可分配给主燃烧腔6的另一(在图1中未图示的)点火装置的控制。此外，通过电子控制器100例如控制未图示的鼓风机，其用于在燃烧之前形成混合物和/或用于在燃烧之后吹扫废气。

借助电致动器104可以简单的方式经由控制套筒34平稳地调节在预腔25的通孔31、32中的有效通过横截面。经由对通过横截面的灵活控制特别有利地允许由用户进行的能量设定或能量调节。如果用户将安置设备1调节到低能量，此时仅部分地、稍后地或根本不打开预腔排气。这导致在安置设备1运行时在预腔25中通过燃烧废气构建空气垫或缓冲垫。相比于突然地制动驱动活塞10，在驱动活塞撞到在预腔25中的止挡和/或缓冲元件28、29时，通过该气垫可明显更平缓地制动驱动活塞10。由此可降低设备负荷并且延长设备使用寿命。

借助电致动器104也可经由电子控制器100以简单的方式根据环境空气温度和环境压力控制预腔25的通孔31、32的闭合或打开。在预腔25中和主燃烧腔6中燃烧之前空气或燃料-空气-混合物的密度随着该两个参数变化。这对在主燃烧腔6中的燃烧腔压力有影响。为了以简单的方式确保恒定的能量，可调整通孔31、32的有效通过横截面。

在图2中显示的安置设备121中示出，对主燃烧腔6能够分配有另一点火装置126。经由另一点火装置126可点燃在主燃烧腔6中的气体混合物，不管在预腔25中是否已经点燃。由此允许安置设备121的其他运行方式。

与在图1中所显示的安置设备1不同，在图2中显示的安置设备121中设置控制导线141，控制导线连接控制装置30的电子控制器100与预腔25的点火装置26。由此以简单的方式允许对预腔排气的时间流程控制。对此，例如在预腔点燃之后经过确定的时间段之后通过控制套筒34触发预腔25的通孔31、32的打开和关闭。

电子控制器100例如测量以预腔点燃开始的时间间隔。在经过先前设定的时间间隔之后，此时经由电致动器104由控制套筒34打开，即，打开预腔25的通孔31、32。这尤其提供以下优点，即，可取消传感器装置(在图1中的112)。

Claims (10)

1.一种燃烧动力驱动的安置设备(1；121)，用于将固定元件打入基础中，该安置设备具有至少一个用于燃料的主燃烧腔(6)；能经由来自该主燃烧腔(6)的能膨胀的气体朝安置方向(15)驱动的驱动活塞(10)；以及预腔(25)；对该预腔分配有点火装置(26)并且在点燃该主燃烧腔(6)中的燃料-空气-混合物之前能在该预腔中构建作用到该主燃烧腔(6)上的压力，其中，该预腔(25)经由至少一个通孔(31、32)与该预腔(25)的周围环境连接或能连接，该通孔能由控制装置(30)闭合，其特征在于，该控制装置(30)包括电子控制器(100)。

2.如权利要求1所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该电子控制器(100)与电致动器(104)连接。

3.如权利要求2所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该电致动器(104)包括电动机(105)。

4.如权利要求2或3所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该电致动器(104)以机械方式与控制套筒(34)联接。

5.如权利要求4所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该控制套筒(34)具有啮合部(110)，该啮合部经由齿轮(108)与该电致动器(104)联接。

6.如权利要求4或5所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该控制套筒(34)如此实施并且能相对于该预腔(25)的通孔(31、32)运动，使得经由该电子控制器(100)通过该电致动器(104)由该控制套筒(34)打开或闭合该预腔(25)的通孔(31、32)。

7.如前述权利要求中任一项所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该电子控制器(100)与至少一个传感器装置(112)连接，该传感器装置(112)分配给该主燃烧腔(6)。

8.如权利要求2至6中任一项所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该电子控制器(100)与为该预腔(25)分配的点火装置(26)连接。

9.一种用于运行燃烧动力驱动的安置设备(1；121)的方法，该燃烧动力驱动的安置设备是如前述权利要求中任一项所述的燃烧动力驱动的安置设备(1；121)，其中根据点火时间和/或根据传感器来控制该预腔(25)的通孔(31、32)。

10.一种用于如权利要求1至8中任一项所述的燃烧动力驱动的安置设备(1；121)的控制装置(30)，所述控制装置尤其是电子控制器(100)、电致动器(104)和/或控制套筒(34)。