控制方法和手持工具机的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001 ] 本发明涉及一种手持式的工具机，特别是例如由US 2010/108736A或US2004/134961 A已知的。具有活塞的燃烧室填充有空气和可燃气体。点燃气体混合物，由此燃烧气体使活塞加速。活塞的动能用于将销钉(钉子，Nagel)驱动到工件中。活塞式压缩机将空气压缩并且输送至储存器。由储存器对燃烧室进行供气。提高的空气压力实现了在较小的燃烧室中供给用于燃烧的等量空气。但是额外的压缩机及其所需的能源导致安装设备增大的重量和尺寸。
【发明内容】
[0002]根据本发明的控制方法设置用于手持工具机，该手持工具机具有电动机、给电动机供电的电源、用于激活手持工具机的运行功能的按键。电动机特别是在气体驱动的安装设备情况下可以特别是在电动机轴上具有风扇(风扇叶轮，Lufterrad)的压缩机的一部分。电动机同样可以用于将活塞引回到安装设备的燃烧室中。响应按键的操作，电动机加速至目标转速。在加速期间，电动机控制器将电动机的功率消耗控制在恒定的目标功率。
[0003]电池组占手持工具机总重的大部分。相应地根据所需电容量、额定电压、及其关于最大功率的允许负荷能力来选择电池组。根据本发明的方法能够减少总重，因为该方法降低了对于所允许负荷能力的要求。电池组或其他电源(例如待冷却的功率元件)的最大功率只针对电动机加速期间的目标功率进行设置。但是该控制方法由于较高的欧姆损耗而在能量消耗方面不利。对于相同的加速功，比具有恒定电流的传统加速引入更大的电流。
[0004]电动机控制器可以将电动机中的电流限制在极限值。传感器测定电动机的转速。电动机控制器随着转速的增大而降低极限值。该控制方法在电动机中引入的不是恒定的电流，而是随转速减小的电流。极限值优选大致与转速呈反比。
[0005]—种设计设置为，以最大电流加速静止的电动机并且随着电动机的转速逐渐增大直至达到目标转速而减小电流。
[0006]—种设计设置为，电动机驱动风扇，该风扇将空气输入手持工具机的燃烧室中。
[0007]—种设计设置为，当燃烧室中的压力达到目标值时，关闭电动机。可燃气体可以从容器(Kartusche，罐)输入燃烧室中并且在达到目标值时将可燃气体和空气的混合物点燃。
[0008]—种设计设置为，电动机驱动手持工具机的燃烧室的活塞回到初始位置。
【附图说明】
[0009]接下来的描述根据示例性的实施方式和附图阐述了本发明。附图中:
[0010]图1示出了销钉的安装设备，
[0011]图2示出了安装设备的控制图，
[0012]图3示出了压缩机转速的变化，
[0013]图4示出了电动机的电流和功率消耗的变化，
[0014]图5示出了用于电动机的电动机控制器的框图。
[0015]只要没有另外说明，相同或作用相同的部件在附图中用相同的附图标记表示。
【具体实施方式】
[0016]图1作为手持工具机的示例示意性地示出了用于销钉2的燃烧力驱动的安装设备
1。该安装设备1将销钉2沿安装方向3压入工件中。为此需要的能量通过安装设备1的燃烧室4中的气体混合物燃烧而提供。在运行过程中，即在安装销钉2的过程中，使用者通过把手5保持并引导安装设备1。为此安装设备1相应地结构紧凑并且轻便。
[0017]在安装方向3上通过活塞6封闭燃烧室4，该活塞平行于安装方向3运动。活塞6通过膨胀的燃烧气体而朝安装方向3加速。活塞6设有冲头7，该冲头突出至枪管8中。销钉2可以单个地用手或者自动地通过弹仓9置入枪管8中。随活塞6移动的冲头7将销钉2从枪管8挤出，压入工件中。
[0018]使用者通过操作安全按键10和触发按键11来触发安装过程。设备控制器12响应操作而对燃烧室4填充气体混合物并且通过燃烧室4中的点火器13点燃气体混合物。
[0019]气体混合物由可燃气体和空气组成。可燃气体优选包含易挥发、短链的烃。可燃气体优选通过容器14提供。容器14设置在壳体15的容纳部中。容器14能够取出并更换满的容器14或者容器14能够重复填充。可控的计量阀16设置在容器14和燃烧室4之间。设备控制器12打开和关闭计量阀16并且由此计量为安装过程输入燃烧室4的可燃气体的量。
[0020]燃烧室4通过压缩机17高效地填充空气。空气提供燃烧所需的氧气。压缩机17包括风扇18和无刷的电动机19。风扇18设计为径向风扇，该径向风扇沿其轴线吸入空气并且在径向上排出空气。风扇18通过一转输送少于5ccm，例如在0.5ccm (立方厘米)和2ccm之间。运行转速大于2000 (两千)转每秒(120000rpm)，从而达到每秒钟2000ccm和lOOOOccm之间的空气流。
[0021]压缩机17直接向燃烧室4供气。在压缩机17和燃烧室4之间没有设置缓冲器，该缓冲器要由压缩机17加载并且要由该缓冲器根据需要填充燃烧室4。贯穿的通道20起始于压缩机17并且终止于燃烧室4。该通道20通入燃烧室4的入口阀21中。入口阀21由设备控制器12控制。通道20在所示的实施方式中具有旁通阀22。由压缩机17产生的空气流能够通过打开的旁通阀22而流入壳体15，即流入周围环境中。设备控制器12能够关闭旁通阀22，由此空气流完全地流入燃烧室4。替换性地或额外地，可以在燃烧室4中设置旁通阀23。空气流流入燃烧室4中，并且能够通过打开的旁通阀23而泄露。旁通阀22、23以及可能包含的其他管路设置用于在打开的情况下使空气流以至少每秒钟lOOOccm进入周围环境中。
[0022]压缩机17的电动机19由电池24供电。电池24优选包含基于锂离子技术的蓄电池单元。电池24可以在燃烧室4和压缩机17旁边持久地设置在壳体15中，或者电池24以能够卸下的方法固定在壳体15上。
[0023]参照图2中的控制图和图3中的时间曲线说明安装过程。起点T01时安装设备1处于静止状态S01。燃烧室4已放气，在燃烧室4中基本只有环境压力下的空气。压缩机17是关闭的并且不输送空气。活塞6优选处于其使燃烧室4的体积最小的初始位置。
[0024]使用者将枪管8压向工件。示例的枪管8能够克服弹簧25而移入壳体15中。在此在T02时操作安全按键10。设备控制器12连续地检查S02安全按键10是否保持操作。如果使用者通过不再将安装设备1压在工件上而松开安全按键10，设备控制器12就中断安装过程并且安装设备1转化至其静止状态S01。
[0025]响应安全按键10的操作而接通S03压缩机17。电动机19的转速26从初始的零加速到中间值27。中间值27例如大于2500转每秒。中间值27优选在运行转速28的50%和90%之间。设备控制器12优选在加速开始时或者加速至中间值27的过程中打开S04旁通阀22、23。在此燃烧室4的入口阀21可以是打开的。如果旁通阀23设置在燃烧室4中，则入口阀21连同旁通阀23打开。当达到T03中间值27之后，电动机19在S05保持转速
26。旁通阀22、23保持完全打开。设备控制器12进行等待S06直至操作触发按键11。如果在安全按键10的操作T02之后的预设的持续时间内没有操作触发按键11，就关闭压缩机
17。安装设备1回到静止状态S01。
[0026]使用者在安全按键10之后操作触发按键11 (T04)。设备控制器12检查S07是否始终保持操作安全按键10，如果不是的话就中断安装过程。响应对安全按键10的操作，压缩机17加速S08至其运行转速28。运行转速28大于2000转每秒(180000rpm)。压缩机17的输送功率达到3升每秒至10升每秒的值。
[0027]旁通阀22响应触发按键11的操作而关闭S09。该关闭S09优选随加速的开始T04而进行，也可以在加速过程中或者在达到T05运行转速28时进行。此时空气流完全地流入燃烧室4中。燃烧室4不是密封封闭的，而是允许0.3和0.8升每秒之间的流失。例如旁通阀23可以保持打开或者仅部分地关闭。微小的径向风扇只能够形成低的静态压力差。该作用方式要求持续的高的空气流，即使是当基本已经达到目标压力时。由于流入比流出更多，使得燃烧室4中的压力提高到1.3和3.5之间的目标值。该目标值(压缩比)无量纲地作为燃烧室4与周围环境中空气压力之比给出。该压缩比通过设备控制器12预先设定。设备控制器12基于环境温度和环境压力而求得该压缩比。设备控制器12计算S10压缩机17为了达到燃烧室4中的压缩比所需的持续时间(时间点T06)。压缩机17以运行转速28运行S11，直至达到燃烧室中的压缩比。
[0028]在旁通阀22、23关闭之后，可燃气体喷入S12燃烧室4中。设备控制器12基于环境温度和环境压力计算可燃气体的量。可燃气体的量和空气的量相互协调，从而获得期望的安装能。喷入可燃气体的时间点取决于所使用的旁通阀22、23的类型。当旁通阀23位于燃烧室4的后面时证明有利的是，可燃气体在马上要达到压缩比时才喷入