CN104884208A - 电控气动的气体紧固装置 - Google Patents

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Abstract

一种气体紧固装置，该气体紧固装置包括具有燃烧室(10)的内燃发动机，该燃烧室(10)布置位于一侧的上游压缩活塞(2，21)和位于另一侧的下游推进活塞(3，31)之间，进气装置(5)将空气燃料混合物喷射到所述燃烧室(10)内，设置了用于将喷射到所述燃烧室(10)内的混合物点燃的装置(7)，所述两个活塞都被可移动地安装成进行平移，以便使混合物进入所述燃烧室(10)内，并且在点燃混合物之后通过所述下游推进活塞(3，31)驱动紧固构件。

Description

电控气动的气体紧固装置
本发明涉及嵌入或紧固装置，即所谓的气体操作装置，该气体操作装置包括带有燃烧室的内燃发动机，该燃烧室适合于接收空气和燃料的混合物，所述燃料来自于燃料盒，所述混合物适合于被燃烧，从而推进活塞，该活塞继而将紧固构件驱动到支撑材料中以便将零件紧固到该支撑材料。
这种装置如今非常普遍，申请人已经设法同时解决如下多个小问题：
-增加装置功率；
-改进燃烧产出；
-降低污染气体排放；
-减小装置尺寸；以及
-提高燃烧率。
之后，申请人产生这样的想法，即本申请的发明的创造性在于将气体紧固装置的技术与电控气动锤技术组合。
电控气动锤是这样一种装置，该装置包括上游致动活塞和下游推进撞击活塞，在上游致动活塞和下游推进撞击活塞之间通过将这两个活塞朝向彼此封闭而压设出一个空气容积，从而在压缩空气制动装置(detent)的作用下撞击活塞将一构件驱动到支撑材料中。
因而，申请人产生了这样的想法，即将电控气动锤转换成气体装置，该气体装置具有内燃发动机，该内燃发动机适合于驱动下游推进撞击活塞，将电控气动工具空气更换为空气和燃料的混合物，该混合物适合于通过火花塞或通过自动点燃而点燃。
因而，本发明涉及一种气体紧固装置，该气体紧固装置包括具有燃烧室的内燃发动机，该燃烧室布置在位于一侧的上游压缩活塞和位于另一侧的下游推进活塞之间，进气装置将空气燃料混合物喷射到所述燃烧室内，设置了用于将喷射到所述燃烧室内的混合物点燃的装置，这两个活塞都被可移动地安装成进行平移，以便使混合物进入所述燃烧室内，并且在点燃混合物之后通过所述下游推进活塞驱动紧固构件。
所述点燃装置可以包括火花塞。但是这种点燃装置也可以指甚至空气燃料混合物的压缩，这种压缩致使混合物温度增加，如果该温度超过自动点火点，则将导致自动点火。
优选地，所述上游压缩活塞被布置成由偏心轮驱动而平移。
有利地，所述压缩活塞在位于用于空气燃料混合物的进气阀的上游的上游位置和位于所述点燃装置的上游的下游位置之间可移动地安装在所述燃烧室内。
更有利地，所述推进活塞在位于所述点燃装置的下游的上游位置和位于用于燃烧气体的排气阀的下游的下游位置之间可移动地安装在燃烧室内。
注意，必须相对于由推进活塞对紧固构件进行驱动的驱动方向来理解术语上游和下游。
在根据本发明的装置的第一实施方式中，两个活塞均被驱动而平移，从而只在所述压缩活塞的一个驱动循环之后进行所述推进活塞从其上游位置到其下游位置的驱动。
在根据本发明的装置的第二实施方式中，两个活塞均被驱动而平移，从而在所述压缩活塞的若干驱动循环之后在各种步骤中进行所述推进活塞从其上游位置到其下游位置的驱动。
仍然需要指出的是，根据本申请的气体紧固装置可以容易地用作传统的电控气动锤，而无需依靠燃烧。
本发明还涉及一种借助于气体紧固装置将紧固构件紧固到支撑材料内的紧固方法，该气体紧固装置包括上游压缩活塞和下游推进活塞，燃烧室在所述上游压缩活塞和所述下游推进活塞之间延伸，其中在压缩空气燃料混合物之前喷射该混合物，之后将该混合物点燃，使得在所述混合物的爆燃的作用下，将所述下游活塞向下游驱动，并且所述下游活塞将所述紧固构件推进到所述材料内。
借助于参照附图对紧固装置的如下描述将更好地构成本发明，其中：
图1是静止时的本发明的装置示意性表示；
图2表示在空气和燃料的混合物进入时图1的装置，排气阀被关闭，而进气阀被打开；
图3表示在空气和燃料的混合物被压缩时图1的装置，两个阀均被关闭；
图4表示在混合物压缩结束并且在混合物燃烧时图1的装置，两个阀仍然被关闭；以及
图5表示在混合物爆燃并且从推进活塞向下游平移之后图1的装置，进气阀仍然关闭，而排气阀打开。
本发明的装置示意性地包括气缸1，在该气缸1内，两个活塞2、3被可移动地安装成进行平移。第一个活塞，即后活塞或上游活塞是压缩活塞2，而另一个活塞，即前活塞或下游活塞是推进活塞3。
压缩活塞2包括头部21和连杆22，连杆22用于驱动头部2进行平移并使头部2沿着气缸1的壁滑动。连杆22被铰接至活塞头部21和偏心轮23上，偏心轮23能够通过未示出的发动机驱动而旋转。
推进活塞3包括头部31和杆32，杆32适合于驱动到支撑材料内，从而将以部件即之前引入到未示出的末端引导件内的紧固构件紧固到支撑材料，该末端引导件延伸成枪状件4，该枪状件4自身延伸并使气缸1延伸，活塞杆32在该枪状件4内滑动。推进活塞3的头部31以及压缩活塞的头部均适合于沿着气缸1的壁滑动。
形成在两个活塞头部21、31之间的空间形成了内燃发动机的燃烧室10。
气缸1包括进气阀5和排气阀6。设置阀5是为了让空气燃料混合物进入，该燃料来自于布置在该装置的壳体(未示出)中的燃料盒。设置阀6是为了排出燃烧气体。排气阀布置在气缸1的前部，位于与枪状件4相邻的区域中。进气阀5布置在距离排气阀6相当上游的位置。在气缸1的正好位于进气阀5的区域下游的区域中，紧固有火花塞7，该火花塞7伸入气缸内以便能够点燃在两个活塞头部21、31之间即在燃烧室10内喷射到气缸1内的空气和燃料的混合物。
这里需要提醒的是，也可以通过通过自动点火进行点燃。然而，这并不允许灵活的点火自引。
压缩活塞2的头部21在进气阀5的上游的上游位置(图3)和点燃火花塞7的上游的下游位置(图4、5)之间可移动地安装在室10内。
推进活塞3的头部31在火花塞7的下游的上游位置(图4)和排气阀6的下游的下游位置(图5)之间可移动地安装在室10内。
必须相对于由推进活塞3对紧固构件进行驱动的驱动方向即附图中的左右方向来理解术语上游和下游。
在点燃步骤之后，该装置处于图1所示的状态。阀5、6均处于静止，压缩活塞2的头部21实际上位于其最大前进的下游位置，并且推进活塞3的头部31也位于其最大前进的下游位置，不过推进活塞3的头部相对于其最大前进的下游位置略微向回移动。
之后，排气阀6关闭，压缩活塞2的头部21向回即向上游移动，以通过进气阀5喷射空气和燃料的混合物，如图2中的箭头11所示。由于活塞2向回移动而产生的低压，排气阀可以自动关闭。
一旦燃烧室10内进入了必要量的空气燃料混合物，则将进气阀5关闭，并且通过未示出的活塞返回机构向下游移动压缩活塞2的头部21并向上游移动推进活塞3的头部31来压缩喷射到燃烧室10内的混合物(图3)。
由于由活塞2产生的过压，进气阀可以自动关闭。
在由活塞2产生的喷射和低压阶段时，推进活塞可以自动返回，无需依靠活塞返回机构。
当两个头部21、31均位于其极限位置时，第一活塞21位于下游，另一个活塞31位于上游，即位于压缩终点，则这里致动火花塞7，以将混合物点燃，如图4中中的火花12所示。
之后，混合物发生爆燃(如图5中的13所示)，从而将推进活塞3的头部31向前移动，直到其抵靠在阻尼器(未示出)上，燃烧气体通过正在打开的排气阀6逃逸，如由箭头13所示。

Claims (10)

1.一种气体紧固装置，该气体紧固装置包括具有燃烧室(10)的内燃发动机，该燃烧室(10)布置在位于一侧的上游压缩活塞(2，21)和位于另一侧的下游推进活塞(3，31)之间，进气装置(5)将空气燃料混合物喷射到所述燃烧室(10)内，设置了用于将喷射到所述燃烧室(10)内的混合物点燃的装置(7)，两个活塞都被可移动地安装成进行平移，以便使混合物进入所述燃烧室(10)内，并且在点燃混合物之后通过所述下游推进活塞(3，31)驱动紧固构件。
2.根据权利要求1所述的气体紧固装置，其中所述点燃装置包括火花塞(7)。
3.根据权利要求1所述的气体紧固装置，其中通过空气燃料混合物的压缩导致点燃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体紧固装置，其中所述上游压缩活塞(2)被布置成由偏心轮(23)驱动而平移。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体紧固装置，其中所述压缩活塞(2，21)在位于用于空气燃料混合物的进气阀(5)的上游的上游位置和位于所述点燃装置(7)的上游的下游位置之间可移动地安装在所述燃烧室(10)内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体紧固装置，其中所述推进活塞(3，31)在位于所述点燃装置(7)的下游的上游位置和位于用于燃烧气体的排气阀(6)的下游的下游位置之间可移动地安装在燃烧室(10)内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体紧固装置，其中两个活塞(2，3)均被驱动而平移，从而只在所述压缩活塞(2)的一个驱动循环之后进行所述推进活塞(3)从其上游位置到其下游位置的驱动。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的气体紧固装置，其中两个活塞(2，3)均被驱动而平移，从而在所述压缩活塞的若干驱动循环之后在各种步骤中进行所述推进活塞(3)从其上游位置到其下游位置的驱动。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的气体紧固装置作为电控气动锤的用途。
10.一种借助于气体紧固装置将紧固构件紧固到支撑材料内的紧固方法，该气体紧固装置包括上游压缩活塞(2)和下游推进活塞(3)，燃烧室(10)在所述上游压缩活塞(2)和所述下游推进活塞(3)之间延伸，其中在压缩空气燃料混合物之前喷射该混合物，之后将该混合物点燃(7)，使得在所述混合物的爆燃的作用下，将所述下游活塞(3)向下游驱动，并且所述下游活塞将所述紧固构件推进到所述材料内。
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