专利名称：用于燃烧型射钉枪的充气循环功能的制作方法
技术领域：
涉及燃烧动力型紧固件驱动工具，也称为燃烧型工具或燃烧型射钉枪。
背景技术：
燃烧型射钉枪在现有技术中已知，并且描述在美国专利Re. No. 32,452和 美国专利Nos. 4,522,162; 4,483,473; 4,483,474; 4,403,722; 5,197,646; 5,263,439 和6,145,724,其全部通过引用并入本文。类似的工具可从Illinois Tool Works of Glenview, Illinois购得。
这样的工具结合有封装小型内燃机或动力源的工具壳体。所述内燃机由加 压燃料气体罐，也称为燃料室来提供动力。电池驱动的电子配电装置产生用于 点火的火花，设置在燃烧室中的风扇提供燃烧室中的有效燃烧，同时利于装置 的燃烧操作的辅助过程。这样的辅助过程包括在燃烧室内混合燃料和空气； 用于增强燃烧过程的紊流；使用新鲜空气清除燃烧副产物；和冷却内燃机。所 述内燃机包括具有布置在气缸体中的细长刚性驱动器叶片的往复活塞。
阀套管围绕气缸轴向往复运动，并且在位于连杆端部处的工件接触部件压 抵工件时通过连杆移动关闭燃烧室。该按压动作还触发燃料计量阀以将特定体 积的燃料引入闭合的燃烧室中。
当拉带触发开关时，所述触发开关产生火花来点燃内燃机燃烧室中的一次 进气，结合的活塞和驱动器叶片向下推动来撞击设置的紧固件，并且将其驱入
初始或预发射位置。紧固件以盒式供到鼻管中，其中紧固件沿适当的设置方向 被保持以接受驱动器叶片的撞击。燃烧循环后，也即已知的动力循环完成，其后跟随废气循环和之后的充气
循环(recharge cycle )。在充气循环过程中，阔套管处于其打开排气位置，并 且风扇发动机使用新鲜空气置换用尽的燃烧气体。为了有效和可重复的射钉枪 性能，需要充气循环在后序循环发生之前完成。如果用尽的气体没有完全或基 本上去除，则在后序循环过程中，燃烧将不会发生或将不充分。这是由于废气 稀释了新鲜空气装入量造成的不适当的燃料空气比。
通常，燃烧动力型工具已经被指定为按顺序4喿作。换句话说，工具必须压 抵工件，在拉动扳机来使工具发射或驱动钉之前使工件接触部件(WCE)凹 陷。这与气动工具相反，气动工具可以重复循环的操作模式发射或致动。换句 话说，如果扳机保持在压下模式中，后面的工具将通过将工具压抵工件来重复 发射。这些差别自身表现在每种类型的工具和每种操作模式每秒可发射的紧固 件数量。燃烧型射钉枪的连续操作的另一方面为，仅在通常称为"室开关"的 阀套管位置开关和触发开关已经按照上述顺序闭合，然后打开之后，才能允许 随后的内燃机循环。这样的操作控制，其描述在美国专利No. 5,133,329中， 通过引用并入本文，防止不期望的点火或其他工具结构操作，例如当内燃机循
已知提供一种燃烧型射钉枪，具有连续或重复循环模式用户控制操作选 择。这样的操作描述在通过引用并入本文的2005年1月3日递交的共同待审 的美国专利申请序列号No. 11/028,450、美国专利申请公开号2005/0173487Al 中。为了在重复循环模式中实现成功操作，面对增加的发射循环，工具的阀套 管必须自动控制来保持正确的燃烧顺序。
但是，在重复循环操作中，即使已经没有令人满意的充气循环足够的机会， 控制系统仍在一些情况中可能许可随后的点火。因而，虽然电子"许可"，但 是实际的燃烧将不发生，因为燃烧室气体没有充分交换或置换。因此，可能发 生点火系统的不期望的操作、EFI或其他工具功能，浪费工具资源，并且可能 缩短工具使用寿命。
美国专利No. 6,783,045公开了设计用于连续或重复循环操作的燃烧动力 型射钉枪。当处于充分循环(连续射击)操作时，该装置中包括连续射击计时 器，其在点火时触发。连续射击计时器在点火之后分配一段时间Td2，在该时
5间过程中，防止连续点火。时间Td2的功能为允许活塞驱动紧固件并且返回 到预发射位置的时间，并且为允许燃烧室中的废气使用新鲜空气置换的时 间。'045专利意识到，如果在Td2结束之前允许点火，则可能导致点火失败。
但是，尽管配置时间Td2,仍可能出现以快速操作工具的用户从一个紧固 件应用位置快速举起射钉枪，快速打开燃烧室，但是没有有效地使用新鲜空气 置换废气。用户于是进行下一个紧固位置，并且将工具压抵工件，以使燃烧室 密封来进行下一个内燃机燃烧循环。由于燃烧室没有使用新鲜空气有效地充 气，因此后面的燃烧循环和紧固件驱动将无效，由此浪费燃料、电池电能，并 且可能损坏工件。应看到，仅在点火之后配置用于燃烧室气体充气的时间将不 能确保充气已经进行。
因而，需要用于燃烧型射钉枪的改进的控制系统，其中，控制系统防止工 具操作，直到完成充气循环，而不管工具是否处于重复或连续操作模式。还需 要用于燃烧型射钉枪的改进的控制系统，其保存工具能源，直到出现用于后续 内燃机燃烧循环的期望条件。另外，需要改进的阀套管位置监控，以确保完成 充气循环。
发明内容
上面列出的需要通过用于燃烧型射钉枪的本充气循环监控器得到满足和 超越，所述燃烧型射钉枪克服了当前技术的缺陷。便携式燃烧型射钉枪提供给 用户以重复发射模式操作的能力，并且使控制系统具有提高电池寿命、延长部 件寿命并且降低燃料浪费的特征。上面指出的改进通过设计用于在随后的燃烧 之前确保完整的充气循环的控制系统来实现。该改进优选通过监控通风时间或 室开关的"打开时间"来获得，所述室开关为燃烧室气体适当充气所需的时间 指示器。
更具体地，燃烧型射钉枪包括工具壳体，和内燃机，所述内燃机基本上设 置在所述壳体内，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀套管，该阀套管用于周 期性打开和闭合燃烧室。控制系统与所述壳体结合，并且连接到所述内燃机， 用于在燃烧事件之后并且在随后的燃烧可能发生之前提供用于所述燃烧室的 指定的打开时间。
在另一个实施例中，燃烧型射钉枪包括工具壳体；内燃机，基本上设置在所述壳体内，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀套管，用于周期性打开和闭
合燃烧室；和室开关，与所述内燃机结合，并且构造成用于通过所述阀套管的 所述往复运动致动。控制系统与所述壳体结合，并且连接到所述室开关，用于 在燃烧事件之后，在随后的燃烧可能发生之前提供用于所述室开关的指定的打 开时间。
在另一个实施例中，燃烧型射钉枪包括工具壳体；内燃机，基本上布置在 所述壳体中，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀套管，用于周期性打开和闭 合燃烧室。室开关与所述内燃机结合，并且构造成用于通过所述阀套管的往复 运动致动。补充室状态传感器与所述内燃机结合，并且相对于所述阀套管布置， 用于检测所述燃烧室的打开和密封位置。
图1是结合本控制系统的燃烧型射钉枪的前立体视图2是以静止位置显示的图1工具的局部垂直剖视图3是示出结合本控制系统并且用于重复发射的紧固件射4丁4仓中触发开 关、室开关、燃料混合延迟、点火、室锁定、内燃机循环、燃烧室位置和充气 计时器的射钉枪操作阶段的控制系统计时图表；
图4是示出结合本控制系统并且用于连续发射的紧固件射4丁枪中室开关、 触发开关、燃料混合延迟、点火、室锁定、内燃机循环、燃烧室位置和充气计 时器的操作阶段的控制系统计时图表；和
图5是用于另一个实施例的示出阀套管、燃烧室、室开关、补充开关或传 感器和风扇马达电流的控制系统计时图表。
具体实施例方式
现在参照图1和2,结合本发明的燃烧动力型紧固件驱动工具总体以10 标示，并且优选为上面所列的并且通过引用并入本申请的专利中详细描述的通 常类型。工具10的壳体12将整装的内部动力源14 (图2)封装在壳体主室 16中。如在传统的燃烧工具中，动力源14由内燃机提供动力，并且包括与气 缸20连通的燃烧室18。往复移动地布置在气缸20中的活塞22连接到驱动器 叶片24的上端。如图2中所示，活塞22的往复移动上限称为预发射位置，其 仅出现在发射或燃烧气体的点火之前，发射或燃烧气体的点火启动驱动器叶片24的向下驱动，以撞击紧固件(未显示)来将其驱入工件中。
通过按压扳机26并且致动结合的触发开关(未显示，术语扳机和触发开 关可互换使用)，用户在燃烧室18中引发燃烧，使驱动器叶片24被迫向下驱 动穿过鼻管28 (图1 )。鼻管28 (nosepiece)引导驱动器叶片24来撞击已经 通过紧固件盒30传送到鼻管中的紧固件。
工件接触部件32包括在鼻管28中，工件接触部件32通过连杆或上探针 34连接到往复移动的阀套管36，阀套管36部分形成燃烧室18。沿如图1中 所示的向下方向(如现有技术中所公知的，其他才喿作方向也可考虑)的工具壳
置移动到发射位置。该移动克服了由弹簧38 (图1中隐藏显示)引起的工件 接触部件32的通常向下偏置方向。可考虑改变弹簧38的位置来适合应用，并 且可想像更远离鼻管28的位置。
通过连杆34，工件4妄触部件32与阀套管36连4娄或"l妻触，并且与阀套管 36 —起往复移动。在静止位置(图2 )，由于存在包括将阀套管36和容纳火花 塞46的气缸盖42分离的上间隙40U和将阀套管和气缸20分离的下间隙40L 的环形间隙40,因此燃烧室18没有密封。室开关44靠近阀套管36设置，以 监控其位置。在本工具10中，气缸盖42也是用于冷却风扇48和给冷却风扇 提供动力的风扇发动机的安装点。在图2中图示的静止位置中，由于燃烧室 18在顶部没有使用气缸盖42密封，并且室开关44打开，因此工具10不能发 射。
在连续操作下，当用户将鼻管28和工件接触部件32压抵工件时，发射能 够进行。工件接触部件32相对于鼻管28的滑动动作克服弹簧38的偏置力， 使阀套管36相对于壳体12向上移动，闭合间隙40U和40L,并且密封燃烧室 18，直到室开关44致动。阀套管36的上端实际上过调(over travels )或移动 经过密封件36a，密封件36a优选为O形环，但是其他类型的滑动密封件可以 考虑。该操作还包括将被测量量的燃料从燃料罐50 (以局部显示)或可选地 通过电子控制燃料阀释放到燃烧室18内。
当拉动扳机26时，火花塞46通电，点燃燃烧室18中的燃料和空气混合 物，并且将活塞22和驱动器叶片24向下朝向等待进入工件的紧固件发送。当
8活塞22沿气缸移动时，其将耗尽的一股空气推动经过设置在超过活塞位移(图 2)的至少一个瓣阀或止回阀52和至少一个通气孔53。在活塞^f亍程或最大活 塞移动距离的底部处，如现有技术所公知，活塞22撞击弹性减震器54。随着 活塞22超过废气止回阀52,高压气体从气缸20排出，直到获得接近大气压 力的状况，并且止回阔52闭合。由于气缸20中的内部压力差，活塞22返回 到图2中所示的预发射位置。
如上所述，出现在该类型的燃烧动力型工具设计者面前的一个问题是需要 在下一个循环之前活塞22快速返回到预发射位置，并且改进燃烧室18的控制。 如果工具以重复循环模式发射，则该需要尤其重要，重复循环模式中每次进行 点火时，工件接触部件32缩回，并且在该时间过程中，扳才几26持续保持在拉 动或挤压位置，并且实际点火通过室开关44的闭合来致动。
现在参照图2，为了包含这些设计要点，本工具10优选结合室锁定装置， 室锁定装置总体标示为60,并且构造成用于防止阀套管36从闭合或发射位置 往复运动，直到活塞22返回到预发射位置。虽然下面大概讨论，但是锁定装 置60在通过引用并入本文的于2005年1月3日递交的共同待审的美国申请 No. 11/028,432、专利申请公开号2005/0173484A1中更详细地公开。锁定装置 60的这种保持、延迟或锁定功能可操作地用于活塞22返回到预发射位置所需 的特定时间段。因而，以重复循环模式使用工具10的用户可将工具从紧固件 刚刚驱动进的工件处举起，并且开始重新设置工具用于下一个发射循环。
由于重复循环操作固有的较短的发射循环周期，锁定装置60确保燃烧室 18将保持密封，并且保持气压差，以使活塞22在室18的过早打开之前返回， 室18的过早打开通常中断活塞返回。通过本锁定装置60,可进行活塞22的 返回和随后的燃烧室18的打开，同时工具IO朝向下一个工件位置移动。
更具体地，虽然锁定装置的其他类型可以考虑，并且公开在通过引用并入 本文的共同待审申请No. 11/028,432中，但是示例性锁定装置60包括构造成 用于接合滑动凸轮或闭锁64的电磁铁62，滑动凸轮或闭锁64相对于阀套管 36横向往复运动来阻止阀套管36特定时间量的移动。该时间段由实现在中央 处理器单元或控制^f莫块67 (隐藏显示)中的控制电路、系统或程序66 (图1 ) 控制，典型地，中央处理器单元或控制模块67如现有技术所公知的封装在手柄部分68 (图1 )中或壳体12中的其他位置的^:处理器。虽然其他方向可考 虑，但是在图示的实施例中，电磁铁62与滑动闭锁64结合，以使电磁铁线圏 和闭锁的轴线横向于工具10的驱动运动。锁定装置60以可操作关系安装到气 缸20的上部70，以〗吏具有倾斜端部74的闭锁64的滑动支JI逸或凸專仑72穿过 安装座78中的孔76和壳体12,以当其已经到达发射位置时，接合阀套管36 中的凹部或肩80。闭锁64由弹簧82偏置到锁定位置，并且由电磁铁62保持 特定时间间隔。
为了适当操作锁定装置60，控制系统66构造成使电磁铁62通电适当时 间来允许活塞22返回到随后发射的预发射位置。更具体地，当由开关(未显 示)的操作顺序触发的控制系统66显示条件符合将火花传送到燃烧室18时， 电磁铁62由控制程序66通电约100毫秒(msec )。在该过程中，闭锁64保持 在位，由此防止燃烧室18打开。电磁铁62的通电时间应提供足够的停留，以 满足活塞完全返回的所有操作条件。该时间可改变来适合应用。
控制系统66构造成当活塞22返回到预发射位置时；电磁铁62断电，并 且通过滑动闭锁64,弹簧38将克服弹簧82的力和电磁铁62的任何残余力， 并且将使阀套管36移动到静止或延伸位置，打开燃烧室18和间隙40U， 40L。 该移动由作用在支腿72的凸轮表面74上的阀套管36的肩部80促进，由此缩 回滑动闭锁64。如所公知的，阀套管36必须从风扇48移开，以打开燃烧室 18,用于在燃烧室中交换气体，并且为下一次燃烧做准备。
现在参照图3，其描绘了以操作的重复循环模式编程到控制系统66中的 操作顺序的示意图，典型地，用户抓握扳机26及其结合的闭合开关，并且通 过操作室开关44,产生紧固件驱动燃烧事件。在时间tO处，工具10处于静止 预发射。所有开关和功能关闭。当用户需要以重复循环模式驱动紧固件时，拾 起工具IO,用户选择重复循环模式，并且随后在tl处闭合触发开关26,以启 动发动机循环。如图3中所示，如现有技术公知的重复循环操作的惯例，扳机 26在重复发射过程中始终保持拉动。根据控制系统66,风扇48然后通电来循 环燃烧室18中的空气。
然后工具IO抵靠工件放置，直到阀套管36相对于气缸盖42向上移动， 最终在t2处闭合燃烧室18，并且最后在t3处闭合室开关44。 t2和t3之间的间隙代表阀套管36相对于气缸盖42的过调。更具体地，当工件接触部件32 相对于鼻管28移动时，在室开关44致动之前，阀套管36的上边缘56密封地 接触燃烧室密封件36a,并且阀套管36的相应下边缘83接触密封件36b。因 而，在燃烧室18密封之后，并且在工具IO在发射前适当坐在工件上之前，阀 套管36相对于气缸盖42继续移动。同时，燃料计量阀(由图3中的"燃料" 图示)为电子阀或EFI,将一剂燃料喷射到燃烧室18中，所述燃料通过旋转 的风扇48混合，并且锁定装置60通电来将阀套管36在燃烧过程中和之后保 持在闭合位置中特定的时间。也在t3处，启动点火延迟或混合延迟，以允许 旋转风扇48混合在燃烧室中的燃料/空气混合物。
接下来，在t4处，EFI完成燃料到燃烧室18内的喷射。应看到，t3的混 合延迟继续直到t5,以^是供空气/燃料混合物完全分散在燃烧室18中的足够时 间。而且在t5处，控制系统66启动点火循环，并且给火花塞46通电，因而 在t6处开始燃烧。触发开关26和室开关44在该过程中保持闭合，并且燃烧 室18保持密封。
在t6和t7之间，内燃机14经过其驱动紧固件的循环，通过瓣阀52排放 废气并且使活塞22返回到预发射位置(图2)。由于工具固有的过调，在t8 处，当用户将工具IO从工件举起时，在阀套管36中相对于气缸盖12具有由 锁定装置60允许的一定量的可滑动移动。因而，室开关44在释放锁定装置 60并且最终打开燃烧室18之前，在t7和t8之间打开。为了确保活塞22返回 到预发射位置的足够的时间，锁定装置60保持通电预定时间，直到t8。
在t8处，燃烧室18的打开位置被检测，并且与约50-100毫秒持续时间
最小打开时间段，优选约50毫秒相比较。而且，在t8处，燃烧室18打开的 检测及其与充气计时器的比较在锁定装置60关闭时开始，锁定装置60关闭时 与燃烧室处于打开位置中时非常接近。
在一些工具操作状态中，燃烧室18打开位置通过室开关44的打开检测， 但是在图3中的当前工具操作状态中，使用锁定装置60，因为室开关44可能 打开，但是燃烧室18仍然由锁定装置密封。这可能在工具弹回或由用户快速 设置工具IO的过程中发生。在这样的情况中，室开关44不是燃烧室18打开
ii状态的清晰的指示器。因而，最小监控期或指定的打开时间在室开关44打开 并且锁定装置60释放或可选地随后无论哪个过程发生之后开始。
排气时间基于每分钟立方英尺(CFM)的气流和燃烧室尺寸。气流速率 越高，燃烧室18的排气和充气时间越短。燃烧室18越小，排气所需时间越短。 优选燃烧室18的容积在每次燃烧之间置换两次，但是其他置换情形也可考虑， 取决于工具IO和操作条件。由控制系统66使用来确定最小充气循环周期的值 可以是固定的，或者是根据射钉枪的操作特性和应用需要可变的。由工具设计 者预定的固定时间足够用于射钉枪的CFM贯穿其使用过程相对恒定的情况。 这可将CFM限定在标称值的±10%内，这可进一步与风扇发动机49的RPM (转数/分)相关，因为RPM值对CFM具有直接的影响。风扇发动机RPM典 型地表现为发动才几49的最大电流(current drawn)或反电动势(emf )。
可变充气循环优选用于CFM可在工具10的4喿作过程中显著波动的情况。 如果发动机49根据工具10的操作模式在不同的RPM水平或范围下操作，则 这可发生。在该情况中，充气时间与发动机的RPM或发射模式相关。另外， 可改变的CFM可在发动机的RPM根据电池电压变化的射钉枪中发生。在该 情况中，控制系统66持续监控工具电池电压或发动机电流，并且#4居存储在 控制系统66中的预定值应用最小的充气循环。控制系统66监控已知为指定打 开时间的特定时期，其中燃烧室18打开，并且锁定装置60和室开关44都关 闭。指定的打开时间为从t8到t9的时期。
通过提供指定的打开时间，控制系统66实际上阻止随后的工具功能，包 括但是不限于燃料喷射和点燃，直到燃烧室18具有充气的机会。该充气步骤 表现为阀套管36缩回，以打开燃烧室18。
在t8和t9之间，"a"代表充气计时器阻止如上所讨论的其他预燃烧工具 功能开始的持续时间，尽管室开关44闭合。提供该时期"a"来确保燃烧室 18中完全充气。应注意，燃烧室实际上打开比"a"的时间长度延伸更长的时 间长度"b"。应考虑，燃烧室将打开等于或长于充气计时器的持续时间，以实 现可再重复的工具性能。
在t9处开始，工具IO准备第二紧固件驱动燃烧循环。在图3中，该第二 顺序描绘了造成燃烧室18不充分净化时间的情形。仅在tlO之前，如在t2处，
12燃烧室44密封。应注意，扳机26在整个时间保持拉动。在tlO处，室开关44 闭合，燃料喷射，锁定装置60致动，并且混合延迟计时器启动。
在tlO和tll之间，燃烧循环类似于t3和t8之间的上述描述进行。但是， 在tl2处，由于室锁定装置关闭，并且室开关44打开，将看到燃烧室18保持 闭合比由室锁定装置60提供的功能更长的时间。该情形典型地是由于用户行 为的变化。因而，燃烧室18保持闭合，并且充气计时器没有致动，即使内燃 机循环完成，并且室锁定装置60释放。
在tl2处，用户从工件表面举起工具，这首先打开室开关44，由此启动充 气计时器，并且然后在tl3处打开燃烧室。但是在tl4处，燃烧室18再次密封， 这通常通过用户过早将工具压抵工件并且在t15处闭合室开关44引起。这可 在从一个工件快速移动到另一个时发生。通过从tl3-tl4的相对短的时期"c", 将看到充气不完全。由于室开关44在时期"a" (tl2-tl6)处在充气计时器完 成之前闭合，因此燃料喷射、火花点火等正常的工具功能将不由控制系统66 允许。因而，将不进行燃烧，直到燃烧气体的净化或充气已经完成。在tl7处， 注意到用户释放扳机26,由此不再继续重复发射模式。因而，如果室打开时 间小于充气时间，则控制系统66编程为阻止后续循环，并且用户必须开始另 一个才喿作，由此打开燃烧室开关44。
现在参照图4，显示了图3中图示的控制系统的另一个实施例，其中，工 具10设计用于连续发射。由于操作是连续的，因此，如果没有按照该顺序， 如现有技术中所公知的，室开关44将在扳机26拉动之前闭合，并且控制系统 66构造成用于防止点火。虽然室开关44没有准确检测何时燃烧室18与密封 件接触或与密封件断开接触，但是非常接近燃烧室密封或可选地通到大气条件 时。
因而，如前面所述，在tO处，工具10静止。在tl处，当工具10压抵工 件时，阀套管36与密封件36a和36b形成接触，由此密封燃烧室18。接下来 在t2处，室开关44闭合，标示工具10完全致动。如现有技术中所公知，室 开关44的闭合开始例如风扇48通电、燃料喷射和混合延迟开始等其他工具功 能。在t3处，混合延迟终止，并且工具准备发射。在t4处，当拉动扳机26 时，火花塞46通电，锁定装置60也通电。虽然涉及自动锁定装置，但是作为选择，应用可替代的机械锁定装置是现有技术所公知的。
关闭触发开关26启动t5-t6之间的内燃机燃烧循环，包括燃烧、驱动活塞 22、排气和活塞返回。在t7处，室开关44打开，表示工具10已经从工件移 开。在t8处，释放扳机26,释放锁定装置，燃烧室18打开，并且充气计时器 启动。从t8-t9,充气计时器，控制系统66的编程功能必须符合控制系统66 中预设置的最小所需持续时间。由于t8-tl0显示实际室打开时间长于充气计时 器间隔t8-t9,因此控制程序66允许随后的循环顺序。在t10处，燃烧室18再 次密封，表示另一个循环的开始。
现在参照图2和5，由于传统的室开关44不总是设置成密封件实际上破 裂，并且燃烧室18通过阀套管36的运动暴露于大气条件的准确指示器，因此 考虑补充开关84 (图2)可选地布置在壳体12中，例如当工具处于图2中图 示的静止位置中时，布置在阀套管靠近密封接触的位置中，或处于显示确保燃 烧室打开的位置处。如在具有室开关44的情况，补充开关84连接到控制系统 66，并且补充开关84打开或闭合的时间也可监控。补充开关84因而变成室密 封状态传感器，并且室开关44保持为完全致动时阀套管36的传统考虑的指示 器。
如图5中所示，各种工具功能关于其阀套管36的距离显示或垂直位移进 行了比较，以指示燃烧室18中气体的状态。首先，阀套管36显示为在d0处 处于图2中所示的静止位置。在dl处，阀套管36开始随工具的致动移动。接 下来，在d2处，阀套管36接触密封件36a和36b,以密封燃烧室18。在d3 处，阀套管36完全致动，并且室开关44打开或闭合。在d4处，燃烧循环完 成，并且用户开始将工具IO从工件举起，造成室开关44打开。在d5处，燃 烧室密封件36a破裂，并且燃烧室18通到大气。最后，在d6处，阀套管36 再次处于静止位置处。
将看到，当燃烧室18密封时，补充开关84在d2处打开或闭合，并且在 燃烧室打开时，保持闭合，直到d5。因而，补充开关84可选地由控制系统66 监控燃烧后其打开的时间长度，以确定是否进行适当的排气。
另外，控制系统66可选地根据监控风扇发动机49最大电流(图5中的"发 动机电流'，)设置有检测器机构形式的补充的室状态传感器。通常，当发动机
1449在燃烧室18处于打开位置中时例如移动空气^f故功时，负载更大，并且更大 的电流引入。因而，当室18打开而不是闭合时，最大电流更大。
应看到，发动机电流在d0-d2处相对高，在所述时间之后，电流下降，表 明燃烧室I8闭合。之后，在d5和d6处，当室18再次打开时，电流恢复其前 面的更高水平。通过监控发动机49的最大电流，控制系统66还监控打开情况 和燃烧室18的充气状态。也可考虑其他适当的燃烧室打开状态指示器。
在工具致动过程中，除了前面讨论的发射之后，使用补充开关84将室密 封状态提供给控制系统66是有益的。已知存在与通过计量装置传送燃料相关 的时间段，其对于燃烧室18 —从大气密封或在补充开关84打开时就启动燃烧 功能是有用的。这提供燃料和空气混合可获得的最大时间，由此提供最大并且 恒定的燃烧压力。
应看到，控制系统66在燃烧室气体已经充分充气之前阻止随后的射勿—才仓 以燃烧为目的的操作。另外，系统66可选地或并行使至少一个主工具功能失 效，包括但是不限于点火、燃料计量或固体状态开关驱动电路。除了其他优点， 具有其充气循环功能的本控制系统66允许通过防止由于燃烧室不充分充气造 成的差的性能来进行有效的射钉枪操作。这样，工具资源，例如燃料、电能和 室锁定设备得以保存。在一方面中，当室开关44和/或室锁定装置60关闭， 或无论哪一个后来出现时，工具充气循环功能开始。当设置补充开关84时， 补充开关84提供燃烧室密封与否的准确指示，并且也可开始充气循环功能。 本控制系统66的另 一个特征是，发动机49的电流负载或反电动势用于指示燃 烧室18是否打开或密封。在这样的情况中，不需要补充开关84。而且，作为 阀套管36的位置指示器，这样的风扇发动机的性能可用于开始充气循环功能。
虽然本文已经描述了用于燃烧型射钉枪的本充气循环功能的特定实施例， 但是本领域技术人员应意识到，可对其做出改变和改进而不偏离本发明较宽方 面和下面的权利要求提出的范围。
权利要求
1.一种燃烧型射钉枪，包括工具壳体；内燃机，基本上设置在所述壳体内，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀套管，该阀套管用于周期性地打开和闭合燃烧室；和控制系统，与所述壳体结合，并且连接到所述内燃机，用于在燃烧事件之后并且在随后的燃烧可能发生之前提供用于所述燃烧室的指定的打开时间。
2. 根据权利要求1所述的射钉枪，其中，所述控制系统构造成用于增加 作为工具操作循环中的延迟因素的所述指定的打开时间，推迟随后的燃烧事 件。
3. 根据权利要求1所述的射钉枪，还包括与所述内燃机结合的室开关， 并且该室开关构造成用于通过所述阀套管的所述往复运动^^皮致动，并且所述控 制系统构造成用于将所述指定的打开时间增加到所述工具的操作循环，作为与 所述室开关结合的计时器。
4. 根据权利要求1所述的射钉枪，其中，所述指定的打开时间在50和150 毫秒之间。
5. 根据权利要求1所述的射钉枪，还包括室开关，和连接到所述控制系 统的触发开关，以在所述触发开关和所述室开关都闭合时获得点火。
6. 根据权利要求5所述的射钉枪，还包括相对于所述阀套管布置的补充 开关，以确定所述燃烧室是否打开或闭合。
7. 根据权利要求1所述的射钉枪，还包括与所述内燃机结合的锁定机构， 用于周期性保持所述阀套管闭合，并且所述锁定机构连接到所述控制系统，用 于保持闭合的预设时间段，并且其中，在所述锁定机构释放之后，所述指定的 打开时间开始。
8. 根据权利要求1所述的射钉枪，其中，所述指定的打开时间可变，并 且基于风扇发动机rpm、电池电压、发动机最大电流和工具操作模式中的至少 一个。
9. 根据权利要求1所述的射钉枪，其中，所述指定的打开时间是固定的。
10. —种燃烧型射钉枪，包括 工具壳体；内燃机，基本上设置在所述壳体内，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀 套管，该阀套管用于周期性地打开和闭合燃烧室；室开关，与所述内燃机结合，并且构造成用于通过所述阀套管的所述往复 运动被致动；控制系统，与所述壳体结合，并且连接到所述室开关，用于在燃烧事件之 后且在随后的燃烧可能发生之前提供用于所述室开关的指定的打开时间。
11. 根据权利要求10所述的射钉枪，其中，所述指定的打开时间基于风 扇发动机rpm、电池电压、发动机最大电流和工具操作模式中的至少一个。
12. 根据权利要求11所述的射钉枪，其中，所述打开时间是可变的。
13. 根据权利要求10所述的射钉枪，还包括相对于所述阀套管布置的补 充开关，用于确定所述燃烧室是否打开或闭合。
14. 一种燃烧型射钉枪，包括工具壳体；内燃机，基本上布置在所述壳体中，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀 套管，该阀套管用于周期性地打开和闭合燃烧室；室开关，与所述内燃机结合，并且构造成用于通过所述阀套管的所述往复 运动被j丈动；补充室状态传感器，与所述内燃机结合，并且相对于所述阀套管布置，用 于检测所述燃烧室的打开和密封位置。
15. 根据权利要求14所述的射钉枪，其中，所述补充传感器为通过所述 阀套管的运动致动的开关。
16. 根据权利要求15所述的射钉枪，其中，所述补充传感器为控制系统， 并且所述燃烧室的状态由风扇发动机最大电流的变化表示。
全文摘要
一种燃烧型射钉枪，包括工具壳体，和内燃机，所述内燃机基本上设置在所述壳体中，并且包括相对于气缸盖往复运动的阀套管，用于周期性打开和闭合燃烧室。控制系统与所述壳体结合，并且连接到内燃机，用于在燃烧事件之后，在随后的燃烧可能发生之前提供用于燃烧室的指定的打开时间。
文档编号B25C1/08GK101528423SQ200680056127
公开日2009年9月9日 申请日期2006年11月17日 优先权日2006年10月16日
发明者弗雷德里克·奈拉克, 拉里·M.·莫勒, 赵汉新 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司