CN108472798B - 燃烧动力驱动的安置设备和用于运行该安置设备的方法 - 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：至少一个用于可压缩燃料的主燃烧腔(6)；驱动活塞(10)，其完全驶入初始位置中并且可经由来自主燃烧腔(6)的可膨胀气体沿安置方向(15)驱动；以及预腔(25)，对其分配有点火装置(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，对主燃烧腔(6)分配有另一点火装置(76)。为了改善在打入固定器件时的有效性和/或功能性，安置设备(1)包括选择装置(81)，经由该选择装置可在低能在主燃烧腔(6)中点火的低能运行和低能在预腔(25)中点火的高能运行之间选择。

Description

燃烧动力驱动的安置设备和用于运行该安置设备的方法

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；驱动活塞，其完全驶入初始位置中并且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，对主燃烧腔分配有另一点火装置。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 42 43 36 17 A1已知一种可携带的燃烧动力驱动的工作设备，尤其用于固定元件的安置设备，其具有圆柱形的燃烧腔以用于空气-燃料-混合物的燃烧，由此可经由通过燃烧腔气缸引导的活塞驱动推杆，其中，设有与活塞的背离燃烧腔的底面连接的预腔，为了压缩在燃烧腔中的燃料-空气-混合物可在预腔中触发空气-燃料-混合物的由点火引起的燃烧过程。

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：驱动活塞，其完全驶入初始位置并且经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体可朝安置方向驱动；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，对主燃烧腔分配有另一点火装置。

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可压缩燃料的主燃烧腔、具有完全驶入初始位置并且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，对主燃烧腔分配有另一点火装置，通过以下方式实现上述目的，亦即，安置设备包括选择装置，经由选择装置可在主燃烧腔中点火的低能运行和在预腔中点火的高能运行之间选择。通过两个点火装置和选择装置的组合可或者在具有相对少的能量的低能运行中或者在具有相对高的能量的高能运行中使得安置设备的驱动活塞从其初始位置加速驶出。由此，在将固定元件固定到不同的基础类型中时明显简化了燃烧动力驱动的安置设备的运行。可以说，驱动活塞在其初始位置中位于后止点中。

燃烧动力驱动的安置设备的一个较佳的实施例的特征是，安置设备包括控制装置，控制装置与用于在预腔中或附近进行压力检测、温度检测和/或位移检测的至少一个传感器装置连接和/或与在主燃烧腔中或附近的至少一个传感器装置连接。在点燃在预腔中的气体混合物之后，可借助控制装置和一个传感器装置或多个传感器装置非常准确而有效地控制在主燃烧腔中的随后点火。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征在于，安置设备包括重置装置，其以控制的方式与主燃烧腔/预腔的点火装置连接，以便在活塞偏移的情况下通过在主燃烧腔/预腔中的点火引起驱动活塞复位到其初始位置中。在活塞偏移的情况下，驱动活塞由于缺陷而不能自动地复位到其初始位置中。在安置设备的运行人员确定有这种活塞偏移时，运行人员可经由重置装置以简单的方式使驱动活塞重置到其初始位置中。根据安置设备的实施方式，例如可通过相应的位移检测，也可自动地识别偏移状态(Fehlstand，错位)。之后，也可自动地经由重置装置使得驱动活塞重置到其初始位置中。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，安置设备包括调节装置，借助调节装置可手动地调节压力控制、温度控制、位移控制和/或时间控制的目标值。由此可个性化地影响用安置设备进行的安置过程。可替代地或额外地，可自动地经由控制装置确定压力控制、温度控制、位移控制和/或时间控制的目标值，例如通过对先前安置的评估。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，安置设备除了低能运行和高能运行之外还具有至少另一运行方式，在其中识别和/或消除活塞偏移。对此，例如可通过运行人员识别活塞偏移并且通过运行重置装置对其进行消除。但是也可例如通过相应的位移检测自动地识别活塞偏移并且接下来手动地通过运行重置装置进行消除。但是也可自动地识别活塞偏移并且自动地经由重置装置进行消除。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，安置设备除了低能运行和高能运行之外还具有至少另一运行方式，在其中首先通过预腔的点火装置点燃气体混合物，然后以时间控制、压力控制、位移控制和/或温度控制的方式以另一点火装置点燃在主燃烧腔中的气体混合物。在此，例如通过预腔燃烧构建在主燃烧腔中的限定的预压并且在一定的时间点通过另一点火装置点燃主燃烧腔。在时间控制的点火中例如选择在预腔点火和主燃烧腔点火之间的限定的延迟。在压力控制的点火中有利地借助相应分配的传感器装置测量在预腔中的压力或在主燃烧腔中的压力。然后，一旦达到一定的压力水平，借助另一点火装置点燃主燃烧腔。在位移控制的点火中，例如经由热的/光学的传感器测量在预腔点火之后的火焰的传播位移。有利地，然后在火焰例如已经达到其直至在预腔和主燃烧腔之间的溢流口位移的三分之二时，经由另一点火装置触发主燃烧腔的点火。可替代地或额外地，可测量滑动件或驱动活塞的位移或作用到滑动件上的力。

燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，为主燃烧腔分配排气阀装置，其在活塞偏移的情况下在主燃烧腔中二次点火期间可实现与环境的压力平衡。在主燃烧腔中第一次点火之后可能出现活塞偏移。该活塞偏移通过在主燃烧腔中的二次点火消除。在主燃烧腔中的二次点火中经由排气阀装置进行与环境的压力平衡。之后关闭排气阀装置。在随后冷却主燃烧腔中的燃烧气体时，驱动活塞由于在主燃烧腔中的低压形成而向后被拉回到其初始位置中。排气阀装置在正常运行中是关闭的。

前述安置设备的预腔较佳地经由至少一个可通过控制装置封闭的通孔与预腔的环境连接或可连接，其中，控制装置有利地以控制压力的方式与主燃烧腔连接。

上述目的可代替地或额外地通过用于使前述的燃烧动力驱动的安置设备运行的方法实现。该安置设备可在通过预先燃烧以及随后的在主燃烧腔中的主燃烧的高能运行中运行。但是安置设备也可在相应于标准的传统运行的低能运行中没有借助另一点火装置进行预先燃烧地仅通过在主燃烧腔中的燃烧来运行。此外，在前述安置设备中驱动活塞可在不期望的活塞偏移的情况下以简单的方式再次回引到其初始位置中。通过相应地调节预压，可简单地变化安置设备的能量。例如通过时间控制、位移控制、温度控制或压力控制调节预压。

该方法的一个较佳的实施例的特征是，活塞偏移，尤其通过活塞位移检测，自动地识别并且开始在预腔中或在主燃烧腔中的点火，以使得驱动活塞回到其初始位置中。由此明显简化安置设备的运行。驱动活塞回到其初始位置中可自动地或手动地开始。

该方法的另一较佳实施例的特征是，在活塞偏移的情况下吹扫主燃烧腔，然后借助在主燃烧腔中的点火通过在低能运行中安置使得驱动活塞回到其初始位置中。对此有利地以热学的方式，在主燃烧腔中的二次点火之后进行冷却时出现低压的情况下使驱动活塞回到其初始位置中。

本发明必要时也涉及计算机程序产品，其具有用于尤其在安置设备的控制中执行程序时执行前述方法的程序编码。

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，在下面的描述中参考附图详细说明不同的实施例。其中：

图1以纵剖面示出在高能运行中在预腔中点燃之后不久燃烧动力驱动的安置设备的简化示意图。

图2示出在低能运行中在主燃烧腔中点燃之后不久在图1中的安置设备。

图3示出与在图1和2中类似的安置设备，其具有电动控制装置，电动控制装置与传感器装置连接。

图4示出在活塞偏移以及接下来点燃主燃烧腔的情况下的在图1和2中的安置设备。

具体实施方式

在图1、图2和图4中以不同的运行状态明显简化地示出安置设备1的纵剖面。在图1、图2和图4中示出的安置设备1可利用燃气或利用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、图2和图4中的驱动活塞10可来回运动地向上以及向下引导。驱动活塞10包括活塞杆11，活塞杆始于活塞头12。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。在图4中以截短的方式示出了驱动活塞10的活塞杆11的安置端部14。

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以其栓引导部挤压到基础上并且触发。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、图2和图4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。

通过相对于壳体固定的活塞止挡16限制在图1、图2和图4中的驱动活塞10向上运动。通过活塞止挡16定义驱动活塞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，第二活塞面背离主燃烧腔6。预腔气缸24布置在安置设备1的壳体3之内。

预腔25是预燃烧腔，对预燃烧腔分配有点火装置26和进气装置27。此外，将止挡和/或缓冲元件28、29布置在预燃烧腔25中。经由进气装置27给预腔或预燃烧腔25输送空气或燃气-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，如在图1中通过标志60示出的那样。

预燃腔气缸24包括两个通孔31、32，两个通孔例如能够使废气从预腔25中排出。通过控制装置30可根据需要封闭通孔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如在图4中所见打开。在图1和图2中，通过控制套筒34封闭通孔31、32。控制套筒34基本上具有正圆筒状外侧部的形状并且可在图1、图2和图4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，气门盖在图1和图2中是打开的，以使得点燃的空气-燃料-混合物能够从预腔25穿过进入到主燃烧腔6中。在图4中，阀装置43、44关闭。

控制装置30包括控制压力面45，控制压力面以控制压力的方式与主燃烧腔6连接。控制压力面45实施成环形面46，环形面沿径向在预腔气缸24之外面对主燃烧腔6。控制压力面45经由联接元件与控制套筒34机械联接。

联接元件实施成滑动件50，在图1、图2和图4中联接元件能在预腔气缸24上向下和向上来回运动。在滑动件50的在图1、图2和图4中的上端51上设置实施成环形面46的控制压力面45。在滑动件50的在图1、图2和图4中的下端52上附装控制套筒34。

控制装置30还包括弹簧装置54、55，弹簧装置例如实施成螺旋压缩弹簧。对弹簧装置54、55的在图1、图2和图4中的下端分别分配有相对于气缸固定的止挡56、57。相对于壳体固定的止挡56、57设置在预腔气缸24上。

弹簧装置54、55张设在相对于气缸固定的止挡56、57和滑动件50的具有控制压力面45的上端51之间。因此，滑动件50经由弹簧装置54、55支撑在相对于气缸固定的止挡56、57上。

在图1中示出在预腔25中点燃60之后不久的安置设备1。点燃的混合物经由打开的阀装置43、44穿过溢流口42、42进入主燃烧腔6。预腔25的通孔31、32通过控制套筒34封闭。

在图1至图3中，驱动活塞10位于其初始位置中或者在后止点中的初始状态中。在该初始位置或初始状态中，驱动活塞10完全地驶入壳体3中。在初始状态或初始位置中，驱动活塞10的活塞头12撞击在相对于气缸固定的活塞止挡16上。

在图1至图4中所示的安置设备1；101可以不同的运行方式或工作模式运行。在高能运行中，将气体混合物、尤其燃料-空气-混合物计量分配到预腔25和主燃烧腔6中。通过在预腔25中的点火装置26进行第一点火。

在图1、图2和图4中，通过总共四个矩形81至84象征性地示出选择装置、控制装置、重置装置和调节装置。借助选择装置81可在安置设备1的不同运行方式之间切换。代替或除了控制装置30可设置控制装置82。控制装置82优选同样用于显示安置设备1的不同运行方式。重置装置83有利地用于必要时开始对安置设备1进行活塞偏移的消除。调节装置84有利地用于手动地调节压力控制、温度控制、位移控制和/或时间控制的目标值。

在图1中，通过标记60表示在预腔25中的点火。然后燃烧朝向主燃烧腔6的方向传播并且通过实施成回流阀的阀装置43、44点燃主燃烧腔。

在图2中示出，在安置设备1的低能运行中仅在主燃烧腔6中进行喷入和点火。如通过标记90表示的由另一点火装置76在主燃烧腔6中点火。

在低能运行中能够调节、尤其降低弹簧装置54、55的弹簧预紧。通过降低弹簧预紧可以简单的方式防止驱动活塞10在低能运行中运行到气垫上。例如经由在相对于壳体固定的止挡56、57和预腔气缸24之间的螺纹调节弹簧预紧。

在图3中示出具有控制装置105的安置设备101，该控制装置代替在图1、图2和图4中的控制装置30、82。安置设备101还包括传感器装置106，该传感器装置分配给预腔25。此外，安置设备101包括传感器装置107，该传感器装置分配给主燃烧腔6。

控制装置105经由控制导线111与另一点火装置76连接。此外，控制装置105经由控制导线112与传感器装置106连接。此外，控制装置105经由控制导线113与传感器装置107连接。

传感器装置106、107是位移传感器、时间传感器、压力传感器或温度传感器。控制装置105较佳是电子控制装置。从经由控制装置105调整的预定的目标值开始，借助布置在主燃烧腔中的例如实施为火花塞的点火装置76在主燃烧腔6中点火。该目标值或者可通过使用者调节或者自动调节，例如经由对先前安置过程的评估来调节。

在安置设备101的运行中，首先通过预腔点燃构建在主燃烧腔6中的限定的预压。然后经由控制装置105在限定的时间点点燃点火装置76。在受压力控制的点火的情况下，经由预腔25中的传感器装置106和/或经由主燃烧腔6中的传感器装置107测量压力。然后，从一定的压力水平开始点燃主燃烧腔6。

在图4中示出具有活塞偏移的在图1和图2中的安置设备1。以截短的方式示出了驱动活塞的背离活塞头12的端部。驱动活塞10的活塞头12大致布置在相对于壳体固定的止挡56、57的下方。借助主燃烧腔6的另一点火装置76可根据不同的变型消除活塞偏移。

根据第一变型，在主燃烧腔6中的附加点火周期之后驱动活塞10回引到其原始位置或初始位置中。在此，阀装置75用于对主燃烧腔6排气。通过标示120示出在主燃烧腔6中的二次点火，该二次点火通过另一点火装置76开始。

通过箭头121、122示出，在主燃烧腔6和环境之间的压力平衡经由打开的阀装置75进行。在阀装置75关闭的情况下，对在主燃烧腔6中的燃烧气体的最后冷却使得与其相关的在主燃烧腔6中的低压形成，而导致驱动活塞10在图4中向上被拉回其初始位置中。在正常运行中，阀装置75关闭。

例如通过运行重置装置83触发活塞偏移消除。在运行重置装置83的情况下开始对主燃烧腔6的附加的点火或二次点火120。在主燃烧腔6中的剩余气体部分过多时，有利地打开主燃烧腔6的阀装置75，以允许吹扫主燃烧腔6。

在由于活塞偏移而不能进行正常的设备吹扫时，能够通过打开阀装置75吹扫主燃烧腔6并且引入新鲜空气。此后，在进行了供给燃料之后经过附加的点火装置76点燃主燃烧腔6。由此引起的安置此时是在低能运行中的安置。在低能运行中安置之后驱动活塞再次被热复位，从而接下来可再次在高能运行中使用安置设备1。

Claims (11)

1.一种燃烧动力驱动的安置设备(1；101)，其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)、完全驶入初始位置中的且能经由来自该主燃烧腔(6)的可膨胀的气体朝安置方向(15)驱动的驱动活塞(10)、以及预腔(25)，对该预腔分配有点火装置(26)并且在该主燃烧腔(6)中点燃燃料-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，对该主燃烧腔(6)分配有另一点火装置(76)，其特征在于，该安置设备(1；101)包括选择装置(81)，经由该选择装置能够在具有在该主燃烧腔(6)中点火的低能运行和具有在该预腔(25)中点火的高能运行之间进行选择。

2.如根据权利要求1所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该安置设备(1；101)包括控制装置(30；82；105)，该控制装置与用于在该预腔(25)中或附近进行压力检测、温度检测和/或位移检测的至少一个传感器装置(106)连接和/或与在该主燃烧腔(6)中或附近的至少一个传感器装置(107)连接。

3.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，该安置设备(1)包括重置装置(83)，该重置装置以控制的方式与该主燃烧腔(6)/该预腔(25)的点火装置(76；26)连接，以在活塞偏移的情况下通过在该主燃烧腔(6)/该预腔(25)中点火引起该驱动活塞(10)复位到其初始位置中。

4.如权利要求1或2所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该安置设备(1)包括调节装置(84)，借助该调节装置能手动地调节压力控制、温度控制、位移控制和/或时间控制的目标值。

5.如权利要求1或2所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该安置设备(1)除了该低能运行和该高能运行之外还具有至少另一运行方式，在其中识别和/或消除活塞偏移。

6.如权利要求1或2所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，该安置设备(1)除了所述低能运行和所述高能运行之外还具有至少另一运行方式，在其中首先通过所述预腔(25)的点火装置(26)点燃气体混合物，然后以时间控制、压力控制、位移控制和/或温度控制的方式通过所述另一点火装置(76)点燃在所述主燃烧腔(6)中的气体混合物。

7.如权利要求1或2所述的燃烧动力驱动的安置设备，其特征在于，对所述主燃烧腔(6)分配有排气阀装置，该排气阀装置能在活塞偏移的情况下在所述主燃烧腔(6)中二次点火期间允许与环境的压力平衡。

8.一种运行如根据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；101)的方法。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，活塞偏移自动地识别并且开始在所述预腔(25)中或在所述主燃烧腔(6)中的点火，以使得所述驱动活塞(10)回到其初始位置中。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，活塞偏移通过活塞位移检测自动地识别。

11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，在活塞偏移的情况下吹扫所述主燃烧腔(6)，然后借助在所述主燃烧腔(6)中的点火通过在低能运行中的安置使得该驱动活塞(10)回到其初始位置中。

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