專利名稱：便攜式手致動設(shè)備上用于確定使用數(shù)據(jù)的方法以及用于執(zhí)行該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括調(diào)節(jié)緊固裝置的能量以適應(yīng)在支承臺材料中的緊固元件，所述 釘子和訂書釘可被考慮用作緊固元件。更加普遍地，本發(fā)明包括所有的便攜式手動工具，毫無疑問包括用于釘子 和訂書釘?shù)墓ぞ哳愋?，并且還包括用于打孔或者甚至用于拆除的工具類型，簡 而言之，包括用于比如建筑，施工，以及公共建設(shè)工程的所有工具。本發(fā)明適用于燃氣-動力工具，也可應(yīng)用于火藥工具，電動工具或者氣動 工具。
技術(shù)背景所有這些工具使用驅(qū)動活塞通過間接擊發(fā)而被致動，具體是緊固塞或者釘 子，這里活塞被向前推動直到其頭部被壓在一個緩沖器上。所有這些工具能夠經(jīng)受住大量的沖擊，實質(zhì)上在每次擊發(fā)中有兩次沖擊， 一次是在點火的時候，此時涉及燃氣設(shè)備或火藥筒，而另一次是在活塞被壓在 緩沖器上的時候?；钊麎涸诰彌_器上能夠造成第二次沖擊a) 當(dāng)空4丁擊發(fā)時，則第二次沖擊緊接著第一次沖擊并且是巨大的沖擊；b) 當(dāng)涉及短4丁或柔軟材料的情形時，則第二次沖擊與第一次沖擊的間隔時 間稍微有點久，但仍然是相對巨大的沖擊；c) 當(dāng)涉及長釘或硬材料時，則第二次沖擊與第 一次沖擊的間隔時間比較 久，或者d) 當(dāng)涉及長釘或很硬材料的情形時，則第二次沖擊與第一次沖擊的間隔時 間更久。在第一種情況下，a),很明顯是設(shè)備能量過大，在第二種情況下，b),仍然是設(shè)備能量過大，但稍微遜色，在第三種情況下，C),設(shè)備只是輕微的能量過大以及最后，在第四種情況下，d)設(shè)備能量不足。與使用能量過大的設(shè)備相比，不希望使用能量不足的設(shè)備，因為這會導(dǎo)致 損壞或造成過早的磨損。假如在具有比理想能量多或少的密集使用中，警告設(shè) 備的操作者也是很必要的，以阻止操作者繼續(xù)使用其設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容本申請希望解決使緊固設(shè)備的能量適應(yīng)其使用條件的問題，設(shè)備自身也能 滿足這些使用條件，比如，通過減少其重量或舍棄部分堅固性或機械強度需要， 以致力于使該設(shè)備適應(yīng)所需的設(shè)計目的，以及盡可能延長它的使用壽命。這是 對本發(fā)明和它的革新產(chǎn)生動力的問題。設(shè)備由驅(qū)動活塞間接驅(qū)動，并包括其它元件中的推動活塞的裝置以及緩沖活塞的裝置，該方法中來自設(shè)備的使用數(shù)據(jù)被使用并且使該設(shè)備適應(yīng)于這些數(shù)據(jù)。 該適應(yīng)能被實時完成并且在這種情況下，其用處在于警告操作者，尤其是警告操作者擊發(fā)的能量不足或能量過大。這樣，能夠測量出點火與活塞撞在緩沖裝置上的沖擊之間所耗費的時間。 設(shè)備的使用能夠通過確定活塞消耗的能量以及緩沖裝置上剩余的能量而得到適應(yīng)，在設(shè)備用于緊固元件的緊固的情況下，能量的消耗取決于元件的長度和支承臺材料的強度，該元件被固定到該支承臺上。剩余能量可通過傳感器得以確定。下面所列內(nèi)容可考慮作為傳感器壓 電傳感器，應(yīng)變規(guī)傳感器，加速度計或其它任何沖擊傳感器。但是為了使設(shè)備的能量適應(yīng)于診斷、維護或者甚至是設(shè)計將來設(shè)備的目 的，該適應(yīng)會發(fā)生在延遲的時間內(nèi)。由此，用于設(shè)備的使用數(shù)據(jù)在它們最終使用前被確定以及存儲在該設(shè)備中。本發(fā)明也涉及一種由驅(qū)動活塞間接擊發(fā)的手動致動便攜式設(shè)備，該驅(qū)動 活塞其它元件中的推動活塞的裝置以及緩沖活塞的裝置組成，特征在于其包括 用于探測活塞撞在緩沖裝置上的沖擊的裝置。優(yōu)選地，沖擊探測器從包括應(yīng)變規(guī)傳感器和壓電傳感器的組中選擇。有利地，該設(shè)備包括探測點火的裝置以及運算點火與活塞撞在緩沖裝置 的沖擊之間所消耗時間的裝置。優(yōu)選地，設(shè)置運算元件來確定活塞在沖撞緩沖裝置時刻的剩余能量，并 且，甚至更加有利地，確定在警告闊值的剩余能量。


參考附圖，通過下面對本發(fā)明設(shè)備的優(yōu)選實施例的描述，可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1顯示了本發(fā)明設(shè)備的截面圖，包括沖擊探測器和可執(zhí)行本發(fā)明的方法 的運算模塊；圖2顯示了本發(fā)明設(shè)備和連接到該設(shè)備上的診斷幫助系統(tǒng)的功能方塊圖； 圖3顯示了當(dāng)空釘以及兩次擊發(fā)時，對應(yīng)于擊發(fā)具有不同長度緊固元件的對照時間圖，以及圖4顯示了用在本發(fā)明設(shè)備上以確定使用數(shù)據(jù)和使用這些數(shù)據(jù)的優(yōu)選方式的時序圖。
具體實施方式
參考圖1，此處的設(shè)備是用于燃氣-動力緊固件的緊固裝置。在其標(biāo)準(zhǔn)實施例中，該設(shè)備包括，在外殼l內(nèi)具有，后底座2，燃燒室3， 燃燒室套筒4，氣缸5，活塞6,插件導(dǎo)管8以及插件導(dǎo)管支架7。插件導(dǎo)管8 發(fā)揮像傳感器一樣的作用，用于支撐和封閉燃燒室3。燃燒室套筒4在氣缸5之上滑動設(shè)置，其與活塞6和氣缸5 —起封閉燃燒 室3的前后。活塞6在氣缸5之上滑動設(shè)置，該活塞6裝配有后端罩6'，氣缸 5與外殼1是一體的。插件導(dǎo)管8設(shè)置成滑入插件導(dǎo)管支架7中，該插件導(dǎo)管 8從外殼1的前端向外突出，插件導(dǎo)管支架7與外殼l是一體的。氣缸5在其前端包含有緩沖器18，該緩沖器18與氣缸5是一體的，緩沖 器18與活塞6的罩6，相撞擊，該罩6，在擊發(fā)過程中被向前推動，被設(shè)計成在 撞擊緩沖器時向上提高，并且氣缸5在其后端包含有通風(fēng)裝置16。設(shè)備中的所有這些元件具有公共的軸線9。當(dāng)設(shè)備離開支承狀態(tài)，彈簧35和36被設(shè)成回到套筒4前端的靜止位置。 當(dāng)裝置處在靜止位置時，彈簧35和36使得套筒4和插件導(dǎo)管8回到前端，并且燃燒室3的后端打開。給料盒，此處是提供釘子(未示出)，連接于插件導(dǎo)管8,用于在插件導(dǎo) 管8中裝載釘子。裝置由壓電傳感器23組成，其位于氣缸5的橫向底座22和緩沖器18之 間并且在緩沖器的前方。還能提供粘在底座2上的加速度檢測器，或者安裝在 底座2上或者氣缸5上的軸承沖擊探測器或伸長式應(yīng)變規(guī)傳感器。傳感器23 也能位于緩沖器18內(nèi)。傳感器23電連接到運算模塊25，該運算模塊是一電路板，其附著在底座 2上，其主要包括運算功能26，該功能將在后面被進一步詳細說明。參考圖2，該裝置還由其它的可擦寫存儲板29和31，報警燈33，以及燃 氣注入管IO組成，可擦寫存儲板可位于模塊25中，所有報警燈都電連接到模 塊25上，燃氣注入管連接到燃氣進氣設(shè)備11 (電磁閥)?；鸹ㄈ?2插入室3 中。電磁閥11用于打開和關(guān)閉管10，該電磁閥11連接到燃氣筒15，在每次 擊發(fā)前，該電磁閥11將一定量Q的燃氣在打開時間段D內(nèi)注入到室3中，該 一定量的燃氣與擊發(fā)能量P相對應(yīng)。當(dāng)裝置支承在支承臺100 (圖1)上時，插件導(dǎo)管8相對于其支架7被向 后推向氣缸5和外殼1。插件導(dǎo)管8的位移，通過保持架24的使用，驅(qū)動套 筒4向后直到燃燒室3的后端被底座2關(guān)閉并且，燃燒室3的前端被活塞6 的罩6，和氣缸5關(guān)閉。當(dāng)套筒4的彈回被接觸器30探測到時，在時間段D內(nèi)，通過模塊25的 電磁閥控制功能20打開電磁閥ll,燃氣通過管IO從筒15注入到燃燒室3內(nèi)。 并且當(dāng)套筒4開始接觸底座2時，通風(fēng)裝置16被致動，以攪動室3中的物質(zhì)。當(dāng)裝置的可控?fù)舭l(fā)通過點火開關(guān)37被致動，這些元件37 —方面觸發(fā)模塊 25的采集功能28,另一方面，觸發(fā)火花塞12,該火花塞12造成容納在燃燒 室3內(nèi)的燃氣-空氣混合物發(fā)生爆炸；這使得活塞6向前的推進具有一個總動 能Et，其等于擊發(fā)能量P。在釘子被裝入插件導(dǎo)管8之后，活塞6打在釘子上，該釘子被向前推動并 被壓入到支承臺100中，并且在此操作中消耗了可用能量Eu。在這個過程結(jié)束后，具有剩余動能Er的活塞6的罩6'被推撞在緩沖器18 上，燃燒氣體從氣缸5和燃燒室3中逸出，然后活塞6被向后推動而回到靜止 位置。能量Eu因此為Eu=Et-Er在裝置的支承臺退出后，返回彈簧35和36被釋放，插件導(dǎo)管8和套筒4 回到靜止位置并且燃燒室3在后端再次打開。電磁閥11在t0時刻被關(guān)閉后，參考圖3,沖擊傳感器23能夠探測連續(xù)的 沖擊50， 51或52或53，所述沖擊是由混合物在tl時刻的爆炸以及在活塞6 位于緩沖器18內(nèi)的沖程結(jié)束時的能量Er的損耗導(dǎo)致，該損耗是發(fā)生在tl之 后的不同時間間隔dtl, dt2， dt3，它們對應(yīng)于使用條件l, 2， 3。條件l:插件導(dǎo)管8中沒有釘子，當(dāng)空釘時，其導(dǎo)致?lián)舭l(fā)。這在給料盒為 空時可能會發(fā)生。dtl是最短的時間段。另外一方面，由沖擊傳感器23產(chǎn)生的 信號50和51是明顯相同的，并且幅值都為al。條件2:短釘;陂擊發(fā)。dt2是一時間段，其比從先前的實踐和記錄在存儲 器29中的已知最長的dtl還長。擊發(fā)仍然保持能量過大并且具有剩余能量信 號振幅a2，其比al小。條件3:長釘被擊發(fā)。dt3是一時間段，其比從先前的實踐和記錄在存儲 器29中的已知最長的dt2還長。擊發(fā)有少量的能量過大并且具有比a2小的信 號振幅a3。條件4:先前條件中的一個，至于它的a2和a3甚至不能^皮探測到；擊發(fā) 能量不足。釘子的長度已被考慮作為使用數(shù)據(jù)。接受材料的硬度或阻力是另外一個被 考慮作為使用數(shù)據(jù)，其與釘子的長度相結(jié)合。這樣，條件2對應(yīng)軟材料，條件 4對應(yīng)很硬的材料。在來自時鐘27的實時信號的幫助下，通過采集功能28實現(xiàn)時間段dtl, dt2和dt3的運算。這里，時間段dtl， dt2， dt3是通過尋找擊發(fā)信號時刻tl與第二次沖擊51, 52， 53的接收時刻tl+dtl, dt2， dt3之間的不同而被運算，時刻tl受點火方式37的影響，接收時刻tl+dtl， dt2, dt3從tl開始計算。如果總能量Et不夠，在條件4中，這種第二次沖擊在預(yù)定時間段內(nèi)沒有 發(fā)生，或者，在條件1中，當(dāng)空釘時裝置被擊發(fā)，用戶可通過特殊信號33得 到通知，該信號可以是可見的或可聽到的。在后者情況下，功能26計算空釘 擊發(fā)的次數(shù)并且，如果該次數(shù)超過預(yù)先確定的閾值，則使用電路ET34阻塞火 花塞12的擊發(fā)，該閾值保存在存儲器29中。在常規(guī)的擊發(fā)條件下，比如上面提及的最后兩種，位于沖程a2和a3末端 的沖擊振幅52和53比對應(yīng)于空釘擊發(fā)時的振幅al小。如果合適的話，這些 數(shù)據(jù)al, a2, a3也能被采集功能28采集，然后傳給運算功能26。運算功能26以這些振幅al， a2, a3開始推算能量Et， Er和Eu，這些振 幅是活塞6在擊發(fā)時以及在過程結(jié)束時動能的直接代表。也可將剩余能量的幅值與閾值相比，并且當(dāng)閾值被超過時引發(fā)一個警報， 像前面的情況一樣，如果超過閾值的次數(shù)超過另一個閾值，就阻塞所述設(shè)備。參考圖4，為了調(diào)節(jié)緊固裝置的擊發(fā)能量P,進行如下操作，其中在后續(xù) 時間內(nèi)，設(shè)備的適應(yīng)得以完成。在階段103內(nèi)，根據(jù)時鐘節(jié)拍實時計時器27,傳感器23在tl， t2， t3時 刻感知典型的使用數(shù)據(jù)al, a2, a3,所述tl, t2, t3時刻與探測功能28相關(guān)。在階段104內(nèi)，探測功能28顯示點火時刻與罩6'將活塞沖擊到緩沖器18 上的時刻之間的時間革殳dtl， dt2, dt3。在105階段，運算功能26使用數(shù)據(jù)al， a2， a3運算剩余能量Er,然后在 106階段，運算可用能量Eu-Et-Er，其代表了支承臺材料100，支承臺材料在 釘子被驅(qū)動進其內(nèi)部時需要考慮。釘子的種類，特別是它們的長度，在108階段內(nèi)，通過將dtl， dt2或dt3 與記錄在存儲器中的最大值dtl, dt2, dt3相比較，利用運算功能26來確定。功能26執(zhí)行處理階段109，其中通過運算114或者116或其它的運算或 者運算118來確定材料的性質(zhì)，所述其它的運算被選擇用來考慮釘子的長度以 及在階段106內(nèi)計算出的可用能量Eu,所述運算118辨別空釘擊發(fā)和能量不 足的擊發(fā)。一旦運算118完成，就進行到階段112,在存儲器31中記錄典型的使用數(shù)據(jù)并且計算在階段113期間用于向用戶發(fā)出警才艮的數(shù)據(jù)，或者通過抑制門電 路ET34阻塞所述設(shè)備。否則，在階段110期間，為了算出擊發(fā)能量P,使用了沒被吸收的剩余能 量Er，該剩余能量在階段105期間被算出，該擊發(fā)能量P作為預(yù)先確定的使 用數(shù)據(jù)的變量，該預(yù)先確定的使用數(shù)據(jù)記錄在存儲器29中，也就是說，用于 打開電i茲閥11的時間段D,通過運算119或120或其它的運算作為材料性質(zhì) 的變量，所述其它的運算是根據(jù)緊固件的種類，釘子的長度或者其它而被選擇 出來操作。比如，設(shè)定剩余能量為可用能量Eu的一定比例，該可用能量在階 段106被計算出來。在操作111期間，來自設(shè)備的典型的使用數(shù)據(jù)被記錄在存儲器31中，然 后一旦該D值在存儲器29中計算出來，時間段D的值就被更新。該設(shè)備可作新的用途，其中，在階段101內(nèi)，電石茲閥11的指令功能20 利用剛被記錄在存儲器29中的D值來將最佳燃氣量注入到室3中，在階段102， 點火裝置37在門電路34的允許下控制火花塞12的擊發(fā)，并且同時發(fā)送一信 號到采集功能28,信號在tl時刻到達釆集功能，此時采集功能開始讀取，以 便開始新的階段103。在讀取存儲器31時，運算功能26處在適當(dāng)?shù)奈恢茫?dāng)其從維護態(tài)返回時， 運算功能使用插座32將設(shè)備的使用歷史傳輸?shù)诫娔X控制的維護裝置(未示出) 上，插座已經(jīng)設(shè)置在設(shè)備上，比如串行RS232接口。因此，在設(shè)備維護期間，用戶可以完全評價該設(shè)備的使用條件，并可以通 過在裝置的記錄中查詢?nèi)魏慰筛兄墓收匣蚰p的起因，從而使用連續(xù)被記錄 的信息作為故障檢修診斷的幫助。通常，確定上文中的所述元件結(jié)構(gòu)的不同元件尺寸圓柱形活塞，室套筒 和底座等，作為擊發(fā)過程中損耗的總的理論能量Et的變量。這里，作為最大能量Eu的變量，在預(yù)定時間內(nèi)，能夠確定出用于一套裝 置的運算得到的額外真實使用數(shù)據(jù)，能量比Et小。因而可以生產(chǎn)更輕和更^f更宜的元件結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式手致動設(shè)備上用于確定使用數(shù)據(jù)的方法，該設(shè)備由驅(qū)動活塞(6)間接驅(qū)動，此外該設(shè)備包括推動活塞的裝置(3，15，10-12)以及緩沖活塞的裝置(18)，該方法中來自設(shè)備的使用數(shù)據(jù)被使用(23，25)，并且使該設(shè)備適應(yīng)于這些數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述適應(yīng)是被實時執(zhí)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過警報(25， 26, 33 )使設(shè)備的 使用適應(yīng)于它的操作者。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中對于能量不足或能量過大的擊發(fā)， 操作者被警告(33 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的方法，其中點火(tl )與活塞(6)的沖擊 (t2, t3)之間的消耗時間段(dt)是在緩沖裝置(18)的基礎(chǔ)上測量的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中通過確定(23， 25)消耗的能量Et 和活塞(6)在緩沖裝置(18)上剩余的能量Er，使設(shè)備的使用適應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中使用傳感器(23, 25)確定剩余能量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為了使設(shè)備的能量適應(yīng)，使適應(yīng)發(fā) 生在延遲的時間內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在最終使用前，用于設(shè)備的使用數(shù) 據(jù)被確定(103, 104， 105)以及存儲(112)在設(shè)備中。
10. 用于執(zhí)行權(quán)利要求1方法的由驅(qū)動活塞(6)間接擊發(fā)的手致動便攜 式設(shè)備，包括其它裝置中的推動活塞(6)的裝置(3, 15， 10-12)以及緩沖 活塞(6)的裝置(18)，其特征在于，該設(shè)備包括用于探測活塞(6)撞在緩 沖裝置(18)上的沖擊的裝置(23)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中沖擊探測器(23)從應(yīng)變規(guī)傳感 器和壓電傳感器組成的組中選擇。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中元件(37)被提供來探測點 火以及用于運算(25)點火與活塞(6)撞在緩沖裝置(18)的沖擊之間的消耗時間段。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中運算元件(25， 26)被設(shè)置來確 定(105, 106)活塞(6)在沖撞緩沖裝置(18)時刻的剩余能量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中運算元件(25， 26)被設(shè)置以便 運算元件使用剩余能量Er并從作為變量的使用數(shù)據(jù)推斷出擊發(fā)能量P。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的設(shè)備，其中沖擊探測器(23)被放 置在緩沖裝置(18)的前方。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的設(shè)備，其中沖擊探測器被放置在設(shè) 備的底座(2)上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的設(shè)備，其是用于燃氣-動力緊固件的 設(shè)備，其由氣缸(5)組成，在氣缸中，活塞(6)被設(shè)置并且沖擊探測器被放 在氣缸(5)上。
全文摘要
一種方法，涉及手致動便攜式設(shè)備，該設(shè)備由驅(qū)動活塞(6)間接驅(qū)動，該設(shè)備包括其它裝置中的推動活塞的裝置(3)以及緩沖活塞的裝置(18)，使用來自設(shè)備的使用數(shù)據(jù)，并且使設(shè)備適應(yīng)于這些數(shù)據(jù)。設(shè)備包括用于探測活塞(6)撞在緩沖裝置(18)上的沖擊的裝置(23)。
文檔編號B25C1/14GK101228006SQ200680027040
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者尼古拉·吉阿爾, 弗洛朗·拉貝拉, 皮埃里克·卡爾韋 申請人:技術(shù)發(fā)明和探索公司Spit