控制方法和手持工具機的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001 ] 本發明涉及一種手持式的工具機，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。活塞的動能用于將銷釘(釘子，Nagel)驅動到工件中。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]根據本發明的控制方法設置用于手持工具機，該手持工具機具有電動機、給電動機供電的電源、用于激活手持工具機的運行功能的按鍵。電動機特別是在氣體驅動的安裝設備情況下可以特別是在電動機軸上具有風扇(風扇葉輪，Lufterrad)的壓縮機的一部分。電動機同樣可以用于將活塞引回到安裝設備的燃燒室中。響應按鍵的操作，電動機加速至目標轉速。在加速期間，電動機控制器將電動機的功率消耗控制在恒定的目標功率。
[0003]電池組占手持工具機總重的大部分。相應地根據所需電容量、額定電壓、及其關于最大功率的允許負荷能力來選擇電池組。根據本發明的方法能夠減少總重，因為該方法降低了對于所允許負荷能力的要求。電池組或其他電源(例如待冷卻的功率元件)的最大功率只針對電動機加速期間的目標功率進行設置。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。對于相同的加速功，比具有恒定電流的傳統加速引入更大的電流。
[0004]電動機控制器可以將電動機中的電流限制在極限值。傳感器測定電動機的轉速。電動機控制器隨著轉速的增大而降低極限值。該控制方法在電動機中引入的不是恒定的電流，而是隨轉速減小的電流。極限值優選大致與轉速呈反比。
[0005]—種設計設置為，以最大電流加速靜止的電動機并且隨著電動機的轉速逐漸增大直至達到目標轉速而減小電流。
[0006]—種設計設置為，電動機驅動風扇，該風扇將空氣輸入手持工具機的燃燒室中。
[0007]—種設計設置為，當燃燒室中的壓力達到目標值時，關閉電動機。可燃氣體可以從容器(Kartusche，罐)輸入燃燒室中并且在達到目標值時將可燃氣體和空氣的混合物點燃。
[0008]—種設計設置為，電動機驅動手持工具機的燃燒室的活塞回到初始位置。
【附圖說明】
[0009]接下來的描述根據示例性的實施方式和附圖闡述了本發明。附圖中:
[0010]圖1示出了銷釘的安裝設備，
[0011]圖2示出了安裝設備的控制圖，
[0012]圖3示出了壓縮機轉速的變化，
[0013]圖4示出了電動機的電流和功率消耗的變化，
[0014]圖5示出了用于電動機的電動機控制器的框圖。
[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記表示。
【具體實施方式】
[0016]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
1。該安裝設備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備1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1。為此安裝設備1相應地結構緊湊并且輕便。
[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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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lOOOOccm之間的空氣流。
[0021]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4。該通道20通入燃燒室4的入口閥21中。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。替換性地或額外地，可以在燃燒室4中設置旁通閥23。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lOOOccm進入周圍環境中。
[0022]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以能夠卸下的方法固定在殼體15上。
[0023]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T01時安裝設備1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。
[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1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1轉化至其靜止狀態S01。
[0025]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。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。當達到T03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1回到靜止狀態S01。
[0026]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。
[0027]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求得該壓縮比。設備控制器12計算S10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S11，直至達到燃燒室中的壓縮比。
[0028]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計算可燃氣體的量。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。噴入可燃氣體的時間點取決于所使用的旁通閥22、23的類型。當旁通閥23位于燃燒室4的后面時證明有利的是，可燃氣體在馬上要達到壓縮比時才噴入