CN100374250C - 具有气态容积定量的燃烧力推动的施工工具 - Google Patents

具有气态容积定量的燃烧力推动的施工工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃烧力推动的施工工具,特别是用于紧固件的安装工具,它包括一个燃烧室(22)、一个在一气缸(5)中导向的活塞(8)和一个点火装置(15),用以点燃从一个定量室(49)输送给燃烧室(22)的气体,以便推进活塞(8),其中,定量室(49)内的气体量可通过一个在定量室(49)上连接的过压阀(53)进行调节,过压阀(53)具有一个调节元件(54),用以调节定量室(49)内的压力。

Description

具有气态容积定量的燃烧力推动的施工工具
技术领域
本发明涉及一种燃烧力推动的施工工具,例如用于将螺栓或钉子打入表面中。
背景技术
这种类型的施工工具具有一燃烧室,用以点燃气体混合物。在该燃烧室上连接一气缸,其中引导一活塞。通过输给燃烧室的气体混合物的燃烧和通过在气缸内发生的膨胀推进活塞。通过活塞的推进将一安装在活塞前面的紧固件例如一钉子打入位于施工工具前面的墙壁或表面中。
存储于一压力容器内的燃料必须在从压力容器中取出与向燃烧室的喷射之间通过一适当的装置最佳地定量,以便输给燃烧室一最佳的燃料/空气混合物并从而可以实现很好的和最佳的燃烧。
为了用燃烧力推动的施工工具的有效的施工,必需的是,通过气体混合物的燃烧产生的活塞推进力在任何安装过程中是相同的。由于供燃烧使用的氧量强烈地取决于空气压力和空气湿度,所需要的燃料量在所述参数下强烈地波动,在极端情况下波动达40%。为了补偿这样的波动,已知有定量装置,借其在一定情况下可以确保不变的施工工具功率。
为了能够保持不变的定量,已知多个以下列举的方法和定量装置。在具有固定的定量容积的液态燃料的容积定量中液态燃料首先输入一定量阀中。定量阀具有一预定的定量容积。借助于起动机构将处于该定量阀中的液体送入燃烧室。在这种方法中,定量阀的固定调整的定量容积是不利的,因为定量是不可变的。由此燃料量不能适应于变换的环境条件或使用条件。因此在低的环境温度下不能输入较多的燃料量,同样在高温下也不能定量较少的燃料。定量阀的固定的容积只能作为两环境温度的极值之间的折衷来配置,从而既不能在低温下又不能在高温度下达到最佳的燃烧。此外也不可能通过燃料量调节施工工具的功率。
还已知具有固定的预调好的定量容积的容积定量用于气态的定量。其中燃料在从压力容器中取出以后经过汽化。气态的定量中的定量容积比液态的定量约大100至300倍,其中同样在这里固定的定量容积是不利的。燃料通过在一定量室前面的节流汽化。为此需要的汽化热量输给一汽化器。在其中液态的预计量的燃料量被汽化,并输入定量室。定量室内的压力通过通向环境的排气孔总是不变地保持在环境压力下,从而其中产生环境压力的补偿。由于供给的燃料是气态的,该燃料的密度在某种限度上正比于空气密度变化,从而燃料量自动适应于环境温度的波动和环境压力。但对此的先决条件是,空气温度相似于定量室温度,这在热的施工工具中很少是这种情况。同样在该方法中功率调节或不同的环境条件例如空气湿度的补偿是不可能的。可是没有提供用于定量室中压力的调节。
还已知具有定量阀例如电磁阀的开口的短时控制的定量。在这种情况下借助一电子控制的电磁阀计量喷射的液态的燃料量,其中只在规定的时间打开定量阀,以便可以使符合要求的燃料量流入定量室。通过阀的定时控制也可以考虑到影响燃料量或燃料容积的不同的参数。
一种这样的系统描述于US 6,223,963中。在那里一燃料喷射开关控制时间延续,其中定量阀在输入端是打开的。借助于微处理器根据时间、气体温度和燃烧室温度以及电池电压控制供气时间间隔。在室温升高时缩短供气时间间距或在室温下降时延长供气时间间距。控制开关根据环境温度和/或环境压力控制定量阀打开时间。
在液态的定量的具有电磁阀的开口的短时控制的定量中如同在用于液态的定量的具有固定的定量的容积定量中,燃料以液态的形式输入燃烧室。亦即,燃料必须在定量装置与燃料室之间的过程中或在燃料室内汽化。特别是在冷环境温度下,如果低汽压和缓慢的汽化占优势,则存在过少的燃料汽化到点火时刻的危险,以致大大降低施工工具的功率或根本不能实现点燃。同样在快速的安装过程中存在这样的危险,即过少的燃料汽化并同样降低功率或不能实现点燃。
发明内容
因此本发明的目的是,提供一种燃烧力推动的施工工具,其中,在变换的环境条件下可在定量室内定量不变的燃料量。
为实现上述目的,按本发明提供了这样一种燃烧力推动的施工工具,它包括:一个燃烧室,一个在一气缸中导向的活塞,和一个点火装置,用以点燃从一个定量室输送给燃烧室的气体,以便推进活塞,其中,定量室内的气体量可通过一个在定量室上连接的过压阀进行调节;其特征在于:过压阀具有一个调节元件,用以调节定量室内的压力。
本发明基于这样的构想,即将容积的定量的优点与气态的定量的优点相结合。
其前提是,输给定量室的起始气体量总是如此之大,以致它可以根据环境压力或一测定的温度调节到一最佳值。
在定量室内定量的气体量借助于施工工具靠紧在一物体上经由一排气通道输给燃烧室。经由该排气通道还输给燃烧室空气,特别是新鲜空气。通过本发明的有利的构造可以利用可调的过压阀调节定量室内的压力。借此气体混合物的功率受控的输送也是可能的,从而在要求高的推进力时通过提高在气体混合物中的气体分量也可以达到更强的推进力。
借助过压阀的调节元件可调节定量室内的压力,此时打开过压阀。
过压阀的调节元件在本发明的有利的构造中可根据一测定的温度,例如燃料室的或定量室的温度和/或环境温度,和/或根据环境压力进行调节。按照构造,过压阀可以或只由一个参数或由多个参数进行调节。其优点是,可以在定量装置中实现燃料量的更精确的定量。例如在燃烧室内包含的氧量取决于燃烧室的温度。如果燃烧室温度通过测定是已知的,由此人们可以推断和确定燃烧室内的氧量,必须输给燃烧室多少燃气,以便产生化学计量的混合物,为了最佳地进行燃烧这是必需的。在这方面可以精确地调节在定量室内提供使用的燃气的量。通过有关的参数的测定可以例如按照下列等式算出燃料量:
燃料量=(定量室压力*定量室容积)/(气体常数*定量室温度)
借此可更好地调节以下情况。一不可调的过压阀在高环境压力下比在较低的环境压力下有较多的气体量留在定量室内,因为在后一情况下由于环境压力的小的背压迅速地打开过压阀并从而可以排走存在于定量室内的气体。由于环境压力与环境温度相结合,可以通过环境温度的测定推断环境压力并从而调节打开过压阀的压力。
在本发明的另一有利的构造中,过压阀的调节元件可由一控制信号进行电子控制。
通过本发明的构造能够根据以上列举的参数自动地补偿气体密度。通过气态的定量可以达到在冷的环境条件下不出现在液态燃料喷射入燃烧室内时的过慢的汽化的问题。此外,在气态的定量时定量容积大许多,从而壳体的制造公差和热膨胀对定量装置中的定量没有影响。同样避免了燃料在定量装置中的汽化的问题。另外,由于过压阀的可调性或可控性能够在考虑到其他的环境条件例如空气湿度下进行施工工具的功率调节。
附图说明
以下参照附图更详细地描述本发明的一个实施例。其中:
图1燃烧力推动的施工工具在打开燃烧室时的轴向剖面图;以及
图2用于按照图1的施工工具的一压力容器和定量装置的剖视图。
具体实施方式
图1示出用于紧固件的燃烧力推动的安装工具1在其燃烧室22的区域的轴向剖面图。按照图1,安装工具包括一构成圆筒的燃烧室22,该燃烧室具有一筒壁2和一其上连接的环形底壁3。在底壁3的中心设有一孔,其上连接一导向气缸5,该导向气缸具有一缸壁6和一底壁7。一活塞8可滑动式移动地支承于导向气缸5中,而且沿导向气缸5的气缸纵向方向。活塞8包括一活塞盘9,其指向燃烧室22,并包括一活塞杆10,其通过底壁7中的通孔11部分地从导向气缸5中伸出。
图1中,活塞8处于其返回的原始位置,在该位置安装工具未操作。在燃烧室22的内部设有一圆柱盘,该圆柱盘可以称之为可移动的燃烧室壁14。燃烧室壁14可沿燃烧室22的纵向方向移动并且在其外周边具有一环形密封14a,以便密封燃烧室壁14的前面(22a)和后面(22b)的容积22a、22b。燃烧室壁14在打开时,通过未示出的驱动杆使其沿燃烧室22的纵向方向移动。此时燃烧室22的燃烧室壁14向上移动。此外在导向气缸5的下端设有排气孔39用以在活塞8向底壁7的移动时从导向气缸5中排出空气或废气。如果活塞8越过排气孔39,则从排气孔39中排走废气。
在燃烧室22的筒壁2中设有一径向通孔2a。一图中示意示出的定量装置45的排气喷嘴43插入该通孔2a中。液化的燃气由压力容器46中输给该定量装置45。在该定量装置中将气体定量,然后定量装置45将一定量的气体量经由排气喷嘴43送入燃烧室22,为此借助于一压紧机构51打开定量装置45。
点火装置15用来产生一电火花以便点燃燃烧室22内的空气-燃气混合物。
以下将借助于图1更详细地描述安装工具的操作方式。
图1中,安装工具处于打开的状态。活塞8位于其返回的原始位置。通过安装工具的启动手柄或触发器的操作首先锁住燃烧室壁14。此时一最佳的经调节的气体混合物处于燃烧室22内。然后简短地通过电点火装置15产生一点火火花。点燃燃烧室22内通过定量预调的空气和燃气的混合物,借此推进活塞8并以高速移向底壁7的方向,其中同时从导向气缸5中通过排气孔39向外驱走空气。活塞盘9短时地越过排气孔39,从而可以通过该孔排走废气。此时通过滑出的活塞杆10安装一紧固件。在安装以后或在完成空气-燃气混合物的燃烧以后活塞8借助于热反馈返回其按照图1的原始位置,因为由于由燃烧室22内和在导向气缸5内剩余的废气的冷却在活塞的后面产生一负压。在活塞到达其按图1的原始位置以前,必须保持燃烧室22紧密地封闭。
图2示出具有连接的压力容器46的定量装置45。在该压力容器46中存储液化气。压力容器46经由一定量阀47和一用密封47b密封的导管47a与定量装置45连通。在定量阀47上连接一汽化器48,在其中汽化液化气。通过止回阀52将气体导入定量室49,其中止回阀52防止气体向汽化器方向的回流。定量室49具有一活塞50,其可通过压紧装置51移动。在定量室49上连接过压阀53,该阀可通过一调节元件54调节。通过过压阀53建立通向排气喷嘴43的连接,后者与施工工具的燃烧室22连通。定量阀47用于液化气的预定量,其中定量的量稍大于为燃烧所需要的量的最大量。在工具的原始状态,即当工具未被压紧时,打开定量阀47,亦即排出的液态燃料量可以在汽化器容积内膨胀。燃料在其中汽化并通过止回阀52流入定量室49。只要定量室49内的气体压力高于要求的压力,多余的气体通过过压阀53溢出,从而由于通常确定的过多的燃料量可以排走多余的气体。从达到定量室49中的调节的压力起,过压阀53关闭。通过根据环境压力或环境温度可调的过压阀53到该时刻定量最佳的不变的混合物。在压紧施工工具时,通过压紧装置51首先关闭定量阀47,然后通过活塞50对定量室49的压缩提高定量室49内的压力,从而定量室49内存在的气体通过过压阀53可以流入排气通道43。在排气通道43中设有一活门55,借其在打开过压阀53时由定量室49流出的气体或可以输给燃烧室22或为了最佳的气体量的调节可以排入环境中。在活门的位置A由定量室49排出的气体可以流向燃烧室22。在活门的位置B通向燃烧室的通路被关闭,从而气体可以排入环境中。
在压紧过程中活门55进入位置A,从而借助于来自定量室49的定量的气体量的喷射气体与由环境供给的新鲜空气相混合。这样形成的气体/空气混合物输给燃烧室22以便点火。关闭的定量阀47,在这期间再次注满液态的燃料用于下一安装过程。在安装过程以后,安装工具1再次回到其原始位置。在到达原始位置时,打开定量阀47并且释放液态的燃料的下一部分,其可以在汽化器48内汽化并注入定量室49。通过过压阀53的相应的构造可以自动地补偿环境压力的波动。环境温度的自动补偿可以或通过结构上的措施或通过定量室温度和环境温度的电子测定来实现。将测定的参数输给未示出的控制装置,其通过一控制信号将调节元件调节到符合要求的值。

Claims (9)

1.燃烧力推动的施工工具,它包括:一个燃烧室(22),一个在一气缸(5)中导向的活塞(8),和一个点火装置(15),用以点燃从一个定量室(49)输送给燃烧室(22)的气体,以便推进活塞(8),其中,定量室(49)内的气体量可通过一个在定量室(49)上连接的过压阀(53)进行调节;其特征在于:过压阀(53)具有一个调节元件(54),用以调节定量室(49)内的压力。
2.按照权利要求1所述的施工工具,其特征在于,调节元件(54)可根据一测定的温度进行控制。
3.按照权利要求2所述的施工工具,其特征在于,调节元件(54)可根据燃烧室(22)的温度进行控制。
4.按照权利要求2所述的施工工具,其特征在于,调节元件(54)可根据定量室(49)的温度进行控制。
5.按照权利要求2所述的施工工具,其特征在于,调节元件(54)可根据环境温度进行控制。
6.按照权利要求1至4之一项所述的施工工具,其特征在于,调节元件(54)可根据一环境压力进行控制。
7.按照权利要求1所述的施工工具,其特征在于,过压阀(53)的调节元件(54)可由一个控制信号进行电子控制。
8.按照权利要求1所述的施工工具,其特征在于,一定量装置(45)具有一汽化器(48),用以汽化供给的液化气,其中,液化气可通过一个定量阀(47)从一压力容器(45)输送给汽化器(48)并且汽化器(48)通过一止回阀(52)与定量室(49)连通,该定量室可以输送汽化的气体。
9.按照权利要求1至5之一项所述的施工工具,其特征在于,它是用于紧固件的安装工具。
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