本发明涉及燃烧动力驱动的安置设备，该安置设备用于将固定元件打入(驱入)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。
背景技术：
由德国公开文献de42433617a1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，为了在燃烧腔中基本等熵地压缩空气-燃料-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。
技术实现要素：
本发明的目的是，改善在借助燃烧驱动的安置设备打入固定元件时的有效性和/或功能性，该安置设备具有至少一个用于燃料的主燃烧腔；驱动活塞，经由来自主燃烧腔的可膨胀的气体可朝安置方向驱动驱动活塞；以及预腔，对预腔分配有点火装置并且在主燃烧腔中点燃燃料-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。
在燃烧动力驱动的安置设备中，其中，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主燃烧腔中点燃燃料-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，通过以下方式实现上述目的，即，对驱动活塞分分配有探测装置，该探测装置以控制的方式与电子控制装置连接，以便在安置之前检测驱动活塞的初始位置。借助探测装置可在驱动活塞未正确处于限定的初始位置中时，以简单的方式检测驱动活塞的偏移(fehlstand，错位)。在探测装置和电子控制装置之间的可控连接允许传感器信号和/或控制信号的传递。可控连接必要时可实施成无线的。借助电子控制装置可根据驱动活塞的当前位置或活塞状态或活塞偏移调节在运行燃烧动力驱动的安置设备时的喷入量。
燃烧动力驱动的安置设备的一个较佳的实施例的特征是，分配给驱动活塞的探测装置包括活塞最终位置传感器。活塞最终位置传感器可布置在安置设备的安置端部的区域中、即，所谓的工具顶端上。但是，活塞最终位置传感器也可布置在磁装置的区域中，磁装置用作驱动活塞的磁拉回装置。探测装置也可包括在安置设备的安置端部上的或在工具顶端中的活塞行程传感器。
燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，活塞最终位置传感器包括接近开关、接触开关和/或感应式开关。根据实施方式也可使用在安置设备中已经存在的活塞最终位置传感器，以便借助电子控制装置一起调节在安置设备运行中的计量。
燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是分配给驱动活塞的探测装置包括活塞位置传感器。活塞位置传感器提供以下优点，不管驱动活塞处于其最终位置附近还是远离该最终位置都可借助活塞位置传感器检测驱动活塞的当前位置。对此，活塞位置传感器可无需强制性地探测整个活塞移动路径。活塞位置传感器探测活塞的临界位置可能就足够。
燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，活塞位置传感器包括霍尔传感器，对活塞位置传感器分配有在驱动活塞上的沟纹。该沟纹较佳设置在驱动活塞的活塞杆上，活塞杆始于驱动活塞的活塞头或活塞盘。霍尔传感器较佳布置在安置端部的区域中或在安置端部的工具顶端中。
燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，控制设备包括控制装置，经由控制装置基于在主燃烧腔和环境压力之间的压差确定安置能量。预腔包括至少一个通孔，通孔可通过控制装置闭合。预腔经由打开的通孔可与环境连接。此外，控制装置以控制的方式与主燃烧腔连接。通过可控的连接可在运行安置设备时通过主燃烧腔压力操控控制装置。当在主燃烧腔中的压力达到一定的压力水平时，此时自动地打开预腔的至少一个通孔。
燃烧动力驱动的安置设备的另一较佳的实施例的特征是，电子控制装置以控制的方式与传感器装置连接以用于检测安置设备的环境条件。传感器装置例如包括温度传感器、压力传感器、加速度传感器、速度传感器和/或用于检测栓安置设备当前所处的高度的传感器。
在用于运行上述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，即，根据驱动活塞的初始位置控制喷入预腔中和/或主燃烧腔中的燃气喷入量。在驱动活塞的借助探测装置检测的活塞偏移足够小，即，在活塞偏移没有超过预先规定的极限值，从而能以普通的方式运行安置设备时，此时完全正常地喷入预腔和主燃烧腔中。在驱动活塞的借助探测装置检测的活塞偏移虽然足够小，从而能以普通的方式运行安置设备，但是超过临界的极限值时，此时调节在多个腔、即预腔和/或主燃烧腔中的至少一个中的喷入量。
该方法的另一较佳的实施例的特征是，如果活塞偏移超过预先给定的极限值，仅在主燃烧腔中喷入燃气并且点火。如果借助探测装置检测到驱动活塞的活塞偏移过大，此时将合适量的气体仅喷入主燃烧腔。此时不喷入预腔。在完成喷入之后，点燃在主燃烧腔中的燃料-空气-混合物，从而使用少的能量进行安置。用少的能量进行安置有利地用于使驱动活塞再次退回到限定的初始位置中，例如借助活塞热复位装置，在该活塞热复位装置中在安置之后通过冷却燃气形成低压，低压将活塞拉回。之后可实施正常的安置过程。
该方法的可替代的实施例的特征是，如果活塞偏移超过预先给定的极限值，仅在预腔中喷入燃气并且点燃。在借助探测装置探测到驱动活塞的活塞偏移过大时，此时将合适量的气体仅喷入预腔中。此时在主燃烧腔中不喷入。在完成喷入之后，点燃在预腔中的燃料-空气-混合物，从而将驱动活塞复位到限定的初始位置中。之后可实施正常的安置过程。
该方法的可替代的实施例的特征是，在预腔中以及在主燃烧腔中喷入燃气并且带有时间差地点燃，其中，根据传感器信号计算时间差。之后可实施正常的安置过程。
本发明还涉及具有程序代码的计算机程序产品以用于尤其在安置设备的控制装置中运行该程序时执行前述方法。
附图说明
从下面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。
图1示出了燃烧动力驱动的栓安置设备的俯视图，在吹扫主燃烧腔时该栓安置设备处于未挤压的初始状态中。
图2示出了图1中的栓安置设备的纵向剖视图。
图3示出了处于挤压状态中的图1和图2中的栓安置设备的俯视图，其具有闭合的主燃烧腔。
图4示出了图3中的栓安置设备的纵向剖视图。
图5示出了在图3和图4中的栓安置设备的透视示意图。
图6示出了在图1至图5中的栓安置设备在主燃烧腔中点火时的纵向剖视图，其具有打开的排气连接部。
图7示出了在图1至图6中的栓安置设备在对驱动活塞进行热复位时的纵向剖视图，其具有关闭的排气连接部。
图8示出了图1至图6中的栓安置设备的控制装置的透视示意图。
图9示出了图8中的控制装置的俯视图。
图10示出了止回阀装置的透视示意图，该止回阀装置集成到图8和图9的控制装置中。
图11示出了图8和图9中的没有止回阀装置的控制装置的透视示意图，该止回阀装置在图10中单独示出。
图12示出了与在图2中相同的示意图，具有为驱动活塞分配的探测装置以用于计量调节。
具体实施方式
在图1至图7中以不同的运行状态和视图明显简化地示出了安置设备1的纵剖面。可以使用燃气或可蒸发的液体燃料使在图1至7中所示的安置设备1运行。安置设备1包括带有主缸5的壳体3，主缸限定主燃烧腔6。可经由进气装置8将气体和/或空气输送给主燃烧腔6。此外，对主燃烧腔6分配有点火装置9。
在安置设备1的壳体3中，在图1至图7中的驱动活塞10可来回运动地引导。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(或活塞盘)背离的安置端部14布置在栓引导部中，栓引导部用于引导固定元件，固定元件也称为栓。在图7中以缩短的方式示出了驱动活塞10的活塞杆11的安置端部14。
具有布置在其中的驱动活塞10的活塞杆11的栓引导部也称为安置机构。经由安置机构可将固定元件、如钉子、栓等打入(未示出的)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(未示出的)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(同样未示出的)手柄上。
在图1至图7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中示出的初始位置运动到最终位置，初始位置相应于上止点或后止点，最终位置相应于下止点或前止点。
通过相对于壳体固定的活塞止挡16限制在图1至图7中的驱动活塞10向右运动。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中所示的初始位置中。
通过止挡和/或缓冲元件28、29限制驱动活塞10向左运动。止挡和/或缓冲元件28是缓冲器110。
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25是预燃烧腔，对该预腔分配有点火装置26和进气装置27。此外，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包括通孔31、32，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6中所示那样打开。在图1至图5和图7中，通过控制套筒34闭合通孔31、32。控制套筒34基本上具有正圆柱形外侧的形状并且在图11中详细示出。
在预腔25和主燃烧腔6之间设置溢流口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中地穿过。
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48与控制套筒34机械联接。
联接元件48实施成滑动件50，在图1至图7中滑动件能沿水平方向在预腔气缸24上来回运动地被引导。在滑动件50的在图1至图7中右端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至图7中左端52上固定控制套筒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。为弹簧装置54、55的在图1至图7中的左端分别分配相对于壳体固定的止挡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张设在相对于壳体固定的止挡56、57和滑动件50的具有控制压力面45的右端51之间。因此，滑动件50经由弹簧装置54、55支撑在相对于壳体固定的止挡56、57。
在图1和图2中示出了处于未挤压状态中的栓安置设备1。未挤压状态是指驱动活塞10的安置端部14没有通过栓或固定元件被加载压力，该栓或固定元件应被打入基础中。在挤压时安置设备1以安置设备1的工具顶端压到基础上。
主燃烧腔6通过燃烧腔套筒84限定，燃烧腔套筒可沿轴向方向限定地移位，以允许对主燃烧腔6的吹扫。在主燃烧腔6中布置鼓风机80。
在图2中如此定位燃烧腔套筒84，使得鼓风机80产生通过箭头所示的气流81、82，该气流从设备后侧、即在图2中的右侧通过主燃烧腔6进入环境。在安置过程之后，通过气流81、82将废气从主燃烧腔6运出。此外，气流81、82用于冷却主燃烧腔6。
在图3至图6中示出了处于挤压状态中的栓安置设备1。在挤压状态中，也称为工具顶端的安置端部14挤压在固定元件上。通过挤压运动，燃烧腔套筒84向后、即，在图4中向右移动，如在图4中通过箭头83所示。通过燃烧腔套筒84的向后运动83，主燃烧腔6与环境隔绝。
下面经由进气装置27将燃气喷入预腔25中并且经由进气装置8将燃气喷入主燃烧腔6中。在将燃气喷入预腔25中和主燃烧腔6中时在主燃烧腔6中的鼓风机80转动。
通过分配给预腔25的点火装置26在缓冲器110的附近处开始点燃气体混合物。在预腔25中点燃气体混合物之后层状火焰前锋扩散，该层状火焰前锋从缓冲器110的那侧向主燃烧腔6的方向传播，即，在图4中向右传播。对此，传播的层状火焰前锋以其前方的高压推动未燃烧的空气/燃料混合物进入主燃烧腔6中。
在阀装置43、44打开时，经由溢流口41、42进行从预腔25到主燃烧腔6中的溢流。阀装置43、44例如实施成止回阀，在层状火焰前锋传播时止回阀打开也称为溢燃口的溢流口41、42。
如果火焰前锋已经到达阀装置43、44的止回阀，火焰可经由止回阀溢燃进入主燃烧腔6中，由此在主燃烧腔6中开始主腔燃烧。在图6中通过象征性标记86表示在主燃烧腔6中的主腔点燃。
在主腔点燃86时在主燃烧腔6中的压力提高并且控制套筒34克服支撑在相对于壳体固定的止挡56、57上的弹簧装置54、55的力向前移动，即，在图6中向左，如通过箭头87、88所示。通过控制套筒34的向前运动87、88打开预腔25的两个压力释放连接部108、109。
从预腔25中经由打开的排气连接部108、109逸出的预腔压力在图6中通过箭头91至94示出。压力释放连接部108、109也称为排气口。经由压力释放连接或排气口108、109可在主腔点燃86时泄漏预腔压力。在主腔点燃86时驱动活塞10以高速开始运动并且实施安置。
在图7中示出了在驱动活塞10的热复位时的栓安置设备1的纵剖视图。在驱动活塞10已经到达缓冲器110上的活塞转折点之下或活塞转折点之前以后，经由压力释放连接109将主腔剩余压力排走。这使得在主燃烧腔6中的主燃烧腔压力降至环境压力并且控制套筒34通过控制压力再次闭合排气口或压力释放连接部108、109。
通过在安置之后冷却安置设备1，在主燃烧腔6中形成低压。在主燃烧腔6中的低压导致驱动活塞10被拉回或吸回到其初始位置中。在这种情况下，通过预腔气缸24的在图7中的左端上的预腔进气部140将新鲜空气吸入安置设备1的预腔25中。在图7中通过箭头141表示新鲜空气的吸入。
对预腔进气部140有利地分配有在一侧起作用的止回阀。止回阀例如包括相对大的弹簧片，弹簧片虽然允许将新鲜空气吸入预腔25中，但是在相反方向上防止用压力加载的燃料-空气混合物从预腔25不期望地流出到环境中。
在栓安置设备1以在图7中以缩短的方式示出的安置端部14从基础上抬起时，燃烧腔套筒84再次移动，使得主燃烧腔6可通过环境空气吹扫，如在图2中通过箭头81、82表示的那样。然后可开始新的安置周期。
在图8至图11中以不同视图仅示出了控制装置30。控制装置30包括控制套筒34，控制套筒经由联接元件48与联接套筒100连接。在联接套筒100的自由端部上、即联接套筒100的在图9中的右端上设置实施成环形面46的控制压力面45。
联接套筒100经由部分为滑动件50的滑动杆101、102、103与连接法兰105固定连接。连接法兰105连接控制套筒34与滑动杆101至103。滑动杆101至103在另一侧上经由连接法兰98与联接套筒100连接。
对每个滑动杆101至103分配有实施为压缩弹簧的弹簧装置54、55。在控制装置30的已安置状态中，弹簧装置54、55夹紧在连接法兰98和在预腔气缸24上的相对于壳体固定的止挡56、57之间。
控制套筒34用于使在预腔气缸24中的通孔31、32、117、118可根据需要打开，如在图6中通过箭头91至94所示。为此，控制套筒34具有通孔37、38、117、118，该通孔与在预腔气缸24中的通孔31、32、111、112形成重合以打开排气连接部108、109。
在图10中可看出，止回阀装置120包括阀元件121至123，阀元件通过连接环体124彼此连接。每个阀元件121至123包括两个关闭元件127、128，关闭元件分配给两个压力释放连接部108、109的通孔37、118。
具有关闭元件127、128的阀元件121至123由弹簧钢一件式形成。例如通过激光束切割制造具有关闭元件127、128的阀元件121至123。连接环体124同样可通过激光束切割由弹簧钢材料制成。
在图12中示出的栓安置设备1额外地配备有探测装置180，探测装置用于在安置之前检测驱动活塞10的位置、初始位置或活塞偏移。探测装置180仅通过方形示出并且例如布置在安置设备1的内壳和外壳之间。
探测装置180包括活塞最终位置传感器181、182并且以控制的方式与电子控制装置184连接。该可控的连接通过虚线示出。
活塞最终位置传感器181布置在预腔气缸24的背离主燃烧腔6的端部上。活塞最终位置传感器182与磁装置17组合，磁装置是用于使驱动活塞10在其在图12中所示的初始位置中的磁拉回装置。
安置设备1还配备有传感器装置185。传感器装置185用于检测环境影响，例如环境温度或环境压力。传感器装置185同样以控制的方式与电子控制装置184连接。
电子控制装置184还经由控制导线186以控制的方式与喷射装置187连接。喷射装置187是进气装置27的一部分，经由该进气装置将燃气喷入预腔25中。此外，电子控制装置184经由控制导线188以控制的方式与喷射装置189连接。喷射装置189是进气装置8的一部分，经由该进气装置将燃气喷入主燃烧腔6中。
活塞最终位置传感器182例如实施成接近开关或接触开关。借助活塞最终位置传感器182可以简单的方式检测，驱动活塞10是否处于其限定的初始位置中，该初始位置在图12中示出。
活塞最终位置传感器181也可有利地实施成活塞位置传感器或用于检测驱动活塞10的活塞行程的传感器。活塞最终位置传感器181作为活塞位置传感器可探测驱动活塞10是否或多或少具有确定的偏移。因此，通过活塞最终位置传感器181例如可检测，驱动活塞10是否具有例如比百分之三十多或少的偏移。
如果活塞最终位置传感器181实施成用于检测活塞行程的传感器，此时可借助活塞最终位置传感器181探测活塞的初始位置。为此，活塞最终位置传感器181例如实施成霍尔传感器并且以探测的方式与沟纹共同作用，该沟纹设置在驱动活塞10的活塞杆11上或中。
借助电子控制装置184区分探测装置180检测的活塞偏移的大小。如果活塞偏移足够小，能够以普通方式运行安置设备1，此时喷入两个腔室25、6中并且首先仅在预腔25中进行点火。通过点火装置26触发在预腔25中的点火，点火装置26分配给预腔25。
如果用探测装置180检测的活塞偏移虽然足够小，能够以普通方式运行安置设备1，但是超过一定的第一极限值，此时调整在腔室25、6的至少一个中的喷入量。例如在更小的活塞偏移中(在其中驱动活塞10与后部的活塞止挡保持一定距离)将更多一些的燃气喷入主燃烧腔6中并且相应地将更少一些的气体喷入预腔25中。通过该措施，在预腔25、主燃烧腔6中的燃料-空气-混合物保持为近似以化学量计算并且能够良好地点燃。
如果通过探测装置180检测的活塞偏移过大，即，超过预先规定的第二极限值，第二极限值大于第一极限值，此时安置设备1仅在主燃烧腔6中点火。事先将合适量的燃气喷入主燃烧腔6中。在活塞偏移过大的情况下不喷入预腔25中。
紧接在喷入主燃烧腔6中之后，仅对主燃烧腔6点火，确切地说，经由对应于主燃烧腔6的点火装置9。此时虽然通过较小的能量来运行安置设备1，但是在以较小能量进行安置之后驱动活塞10回到其限定的初始位置中，该初始位置在图12中示出。之后通过喷入两个腔室25、6中可进行正常的安置周期。
在图12中所示的安置设备1相对于已知的现有技术提供下列优点：较高的可靠性，因为在图12中所示的安置设备确保通过以化学计量的混合物制备使得预腔燃烧和主燃烧腔燃烧是可靠的。不会发生点火失败或最终导致更少能量的燃烧程度弱。在图12中的安置设备1确保通过调节喷入量使得设备能量保持不变。这当然不适用于为了消除活塞偏移而仅在主燃烧腔6中点火的情况。
此外，在图12中示出的安置设备1提供以下优点，自动地探测较大的活塞偏移。此时可以较小的能量并且仅通过主燃烧腔点火自动地触发安置。由此，驱动活塞10进入其限定的初始位置中并且安置设备1在下一个安置周期中再次正常工作。