EP2014420A1

EP2014420A1 - Combustion type fastener driving tool

Info

Publication number: EP2014420A1
Application number: EP08104032A
Authority: EP
Inventors: Tilo Dittrich
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: DE502008000264D1; JP5280758B2; EP2014420B1; DE102007000373A1; US8123095B2; JP2009018414A; US20090014494A1

Abstract

The combustion-powered setting apparatus comprises a combustion motor for a setting piston (13) located in a guide cylinder (12) as well as at least one combustion chamber (14) that has a ventilator (16) for the combustion motor and a control unit (30) via which the ventilator is controllable dependent on the thermal control parameters (T neu). The control unit has a program for modelling of the thermal control parameters based on time data and ventilator power data. There may be a time measurement system (34) for determining the actual time point (T neu).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige Setzgeräte können z. B. mit gasförmigen oder verdampfbaren flüssigen Brennstoffen betrieben werden. Bei den brennkraftbetriebenen Setzgeräten wird bei einem Setzvorgang ein Setzkolben über Verbrennungsgase angetrieben. Über diesen Setzkolben können dann Befestigungselemente in einen Untergrund eingetrieben werden.The present invention relates to a combustion-powered setting tool referred to in the preamble of claim 1. Art. Such setting devices can, for. B. be operated with gaseous or vaporizable liquid fuels. In the case of the combustion-powered setting tools, a setting piston is driven by combustion gases during a setting process. About this setting piston fasteners can then be driven into a background.

Derartige Setzgeräte weisen z. B. einen Ventilator auf, der unter anderem zur Kühlung des durch die ablaufenden Verbrennungsprozesse erhitzten Setzgerätes dient. Die Kühlung ist notwendig, da es z. B. für die thermische Kolbenrückführung wichtig ist, dass die Brennkammerwand nicht zu heiss wird. Ferner kann es bei einem zu stark erhitzen Setzgerät zu Fehldosierungen des Brennstoffs in Folge einer zu starken Erwärmung des Dosierventils kommen.Such setting tools have z. B. a fan, which serves, inter alia, for cooling the heated by the expiring combustion processes setting device. The cooling is necessary because it is z. B. important for the thermal piston return that the combustion chamber wall is not too hot. Furthermore, if the setting tool is overheated, incorrect metering of the fuel may result as a result of excessively high heating of the metering valve.

Aus der US 2005/0173485 A1 ist ein brennkraftbetriebenes Setzgerät bekannt, das eine brennkraftbetriebene Energiequelle und einen mit dieser assoziierten Ventilator aufweist. Zur Einstellung der Laufzeit ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit einem Temperatursensor verbunden ist, der die Temperatur der Energiequelle überwacht. Über die Steuereinrichtung ist die Länge der Laufzeit des Ventilators in Abhängigkeit von der Temperatur der Energiequelle, die von dem Temperatursensor erfasst wird, einstellbar.From the US 2005/0173485 A1 a combustion-powered setting tool is known which has a combustion-powered energy source and a fan associated with it. To set the running time, a control device is provided which is connected to a temperature sensor which monitors the temperature of the energy source. About the controller, the length of the running time of the fan in dependence on the temperature of the power source, which is detected by the temperature sensor, adjustable.

Von Nachteil hierbei ist, dass das Vorsehen eines Temperatursensors aufwändig und mit erhöhten Herstellkosten verbunden ist. Der Temperatursensor muss mit der Steuereinrichtung verbunden werden, die sich in der Griffbaugruppe befindet, während der Temperatursensor in der Umgebung der Energiequelle und insbesondere des Zylinders für den Treibkolben angeordnet ist, wodurch lange Leitungswege erforderlich sind. Das brennkraftbetriebene Setzgerät ist dadurch teuer in der Herstellung.The disadvantage here is that the provision of a temperature sensor is complex and associated with increased production costs. The temperature sensor must be connected to the control device which is located in the handle assembly, while the temperature sensor is arranged in the vicinity of the power source and in particular of the cylinder for the driving piston, whereby long conduction paths are required. The combustion-powered setting tool is therefore expensive to manufacture.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Setzgerät der vorgenannten Art zu entwickeln, das bei niedrigeren Kosten eine temperaturgesteuerte Motorkühlung mittels Ventilator aufweist. Dieses wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht.The object of the present invention is to develop a setting device of the aforementioned type, which has a temperature-controlled engine cooling by means of a fan at lower cost. This is achieved according to the invention by the measures mentioned in the characterizing part of claim 1.

Demnach weist die Steuereinheit ein Programm zum Modellieren des thermischen Steuerparameters anhand von Zeitdaten und Ventilatorbetriebsdaten. Durch diese Massnahme kann auf das Vorsehen eines störungsanfälligen Temperatursensors in Brennraumnähe verzichtet werden, wodurch auch die aufwändige Verkabelung mit der üblicherweise im Griffbereich angeordneten Steuereinheit entfällt. Vorteilhaft könnten ergänzend auch noch Wärmezufuhrkonstanten und Wärmeabfuhrkonstanten zum Modellieren des thermischen Steuerparameters genutzt werden. Hierdurch könnten bei der Modellierung des thermischen Steuerparameters neben der Temperatur oder Wärmemenge, die z. B. im Führungszylinder vorhanden ist, auch die Wärme bzw. Temperatur der weiteren Bauteile des Verbrennungsantriebs, wie z. B. des Setzkolbens, anhand geeigneter Bestimmung und Voreinstellung der Wärmeabfuhrkonstanten mit in Betracht gezogen werden.Thus, the controller includes a program for modeling the thermal control parameter based on time data and fan operating data. This measure makes it possible to dispense with the provision of a fault-prone temperature sensor in the vicinity of the combustion chamber, as a result of which the complex wiring with the control unit usually arranged in the grip region is also eliminated. In addition, heat supply constants and heat removal constants could advantageously also be used to model the thermal control parameter. This could be in the modeling of the thermal control parameter in addition to the temperature or amount of heat, the z. B. is present in the guide cylinder, and the heat or temperature of the other components of the combustion drive, such. As the setting piston, are taken into account by means of appropriate determination and pre-adjustment of the heat removal constants.

Vorteilhaft ist eine Zeitmesseinrichtung zur Bestimmung eines aktuellen Zeitpunktes vorhanden, wodurch die Zeiträume zwischen zwei Setzvorgängen genau bestimmt werden können und wodurch z. B. eine exaktere Kalkulation der zwischen zwei Setzvorgängen an die Umgebung abgeführten Wärmemenge ermöglicht wird.Advantageously, a time measuring device for determining a current time is available, whereby the time periods between two setting processes can be determined exactly and whereby z. B. a more accurate calculation of the heat dissipated between two settling processes to the environment is possible.

Günstigerweise ist auch eine von einem Temperatursensor ermittelte Umgebungstemperatur von dem in der Steuereinheit ablaufenden Programm zum Modellieren des thermischen Steuerparameters nutzbar, wodurch ebenfalls z. B. eine exaktere Kalkulation der zwischen zwei Setzvorgängen an die Umgebung abgeführten Wärmemenge ermöglicht wird. Ein Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur weist ferner eine längere Lebensdauer auf, als ein am Brennraum angeordneter Temperatursensor, da er nicht derartig hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Ausserdem kann der Temperatursensor für die Umgebungstemperatur direkt auf einer Platine der Steuereinheit angebracht werden, wodurch Kosten eingespart werden können.Conveniently, an ambient temperature determined by a temperature sensor can also be used by the program running in the control unit for modeling the thermal control parameter, whereby z. B. a more accurate calculation of the heat dissipated between two settling processes to the environment is possible. A temperature sensor for measuring the ambient temperature also has a longer life than a temperature sensor arranged on the combustion chamber, since it is not exposed to such high temperatures. In addition, the ambient temperature temperature sensor can be mounted directly on a board of the control unit, which can save costs.

Von Vorteil ist es ferner, wenn die Steuereinheit mit einem Datenspeicher, insbesondere einem nichtflüchtigen Datenspeicher, kooperiert, in dem der modellierte thermische Steuerparameter als modellierter thermischer Steuerparameter eines vorhergehenden Setzvorgangs, ein aktueller Zeitpunkt als Zeitstempel und die Ventilatorbetriebsdaten abspeicherbar sind. Durch diese Massnahme wird es möglich auch bei einem Wiedereinschalten nach einer längeren Arbeitspause des Setzgerätes noch eine genaue Modellierung des thermischen Steuerparameters zu ermöglichen, wenn die Datenverarbeitungseinheit zwischenzeitlich stromlos war.It is furthermore advantageous if the control unit cooperates with a data memory, in particular a nonvolatile data memory, in which the modeled thermal control parameter is modeled as a thermal control parameter of a preceding one Setting process, a current time as a time stamp and the fan operating data are stored. By this measure, it is possible even when restarting after a longer break of the setting tool still allow an accurate modeling of the thermal control parameter when the data processing unit was temporarily de-energized.

Vorteilhaft ist eine Ventilatornachlaufzeit des Ventilators in Abhängigkeit des modellierten thermischen Steuerparameters sowie eines im Datenspeicher hinterlegten unteren Schwellenwertes und eines oberen Schwellenwertes von der Steuereinheit einstellbar, wodurch eine exakte Steuerung des Ventilators zur Kühlung des Verbrennungsantriebs ermöglicht wird.Advantageously, a fan follow-up time of the fan is adjustable in dependence on the modeled thermal control parameter as well as a lower threshold value stored in the data memory and an upper threshold value by the control unit, whereby an exact control of the fan for cooling the combustion drive is made possible.

Ein Steuerverfahren für ein brennkraftbetriebenes Setzgerät beinhaltet vorteilhaft die folgenden Schritte:

Auslösen eines Setzvorganges nach Detektion eines Triggerschaltersignals,
Auslesen des modellierten thermischen Steuerparameters eines vorhergehenden Setzvorgangs, des Zeitstempels und der Ventilatorbetriebsdaten aus dem Datenspeicher,
Modellieren des thermischen Steuerparameters wenigstens anhand des thermischen Steuerparameters des vorhergehenden Setzvorgangs, des Zeitstempels, des aktuellen Zeitpunkts, der Ventilatorbetriebsdaten sowie anhand der Wärmezufuhrkonstante und der Wärmeabfuhrkonstante,
Abspeichern des modellierten thermischen Steuerparameters des Verbrennungsantriebs als modellierter thermischer Steuerparameter eines vorhergehenden Setzvorgangs, des aktuellen Zeitpunkts als Zeitstempel und der Ventilatorbetriebsdaten in den Datenspeicher.

A control method for a combustion-powered setting tool advantageously includes the following steps:

Triggering a setting process after detection of a trigger switch signal,
Reading the modeled thermal control parameter of a previous set operation, the time stamp, and the fan operating data from the data memory,
Modeling the thermal control parameter at least on the basis of the thermal control parameter of the previous setting process, the time stamp, the current time, the fan operating data, and the heat supply constant and the heat removal constant,
Storing the modeled thermal control parameter of the combustion drive as a modeled thermal control parameter of a previous setting process, the current time as a time stamp and the fan operating data in the data memory.

Von Vorteil bei einem derartigen Steuerverfahren ist es ferner, wenn zum Modellieren des thermischen Steuerparameters auch eine von einem Temperatursensor ermittelte Umgebungstemperatur genutzt wird, um die bis zu einem bestimmten Zeitpunkt erfolgte Abkühlung bzw. an die Umgebung abgeführte Wärmemenge genauer bestimmen zu können.It is also advantageous with such a control method if, for modeling the thermal control parameter, an ambient temperature determined by a temperature sensor is also used in order to be able to more accurately determine the cooling or the amount of heat dissipated to the surroundings up to a certain time.

Günstig ist es auch, wenn nach dem Modellieren des thermischen Steuerparameters die Ventilatornachlaufzeit des Ventilators in Abhängigkeit des modellierten thermischen Steuerparameters des Verbrennungsantriebs sowie eines in dem Datenspeicher hinterlegten unteren Schwellenwertes und eines oberen Schwellenwertes von der Steuereinheit eingestellt wird, wodurch eine stromsparende Nutzung des Ventilators erfolgen kann, der nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsantriebs dieses notwendig macht. Durch diese stromsparende Nutzung können mehr Setzungen pro Akkuladung erzielt werden.It is also favorable if, after the modeling of the thermal control parameter, the fan follow-up time of the fan is set by the control unit as a function of the modeled thermal control parameter of the combustion drive and of a lower threshold value and an upper threshold value stored in the data memory, whereby an energy-saving use of the fan can take place that only is then put into operation when the temperature of the combustion drive makes this necessary. This energy-saving usage allows more settlements per battery charge to be achieved.

Alternativ vorteilhaft ist es, wenn nach dem Modellieren des thermischen Steuerparameters die Ventilatordrehzahl des Ventilators in Abhängigkeit des modellierten thermischen Steuerparameters des Verbrennungsantriebs sowie eines in dem Datenspeicher hinterlegten unteren Schwellenwertes und eines oberen Schwellenwertes von der Steuereinheit eingestellt wird. Hierdurch kann ebenfalls eine stromsparende Nutzung des Ventilators erfolgen, der nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsantriebs dieses notwendig macht. Durch diese stromsparende Nutzung können mehr Setzungen pro Akkuladung erzielt werden.It is alternatively advantageous if, after modeling the thermal control parameter, the fan fan speed is set by the control unit as a function of the modeled thermal control parameter of the combustion drive and of a lower threshold value and an upper threshold value stored in the data memory. As a result, a power-saving use of the fan can also take place, which is only put into operation when the temperature of the combustion drive makes this necessary. This energy-saving usage allows more settlements per battery charge to be achieved.

Weiter alternativ vorteilhaft ist es, wenn nach dem Modellieren des thermischen Steuerparameters die Ventilatordrehzahl und die Ventilatornachlaufzeit des Ventilators in Abhängigkeit des modellierten thermischen Steuerparameters des Verbrennungsantriebs sowie eines in dem Datenspeicher hinterlegten unteren Schwellenwertes und eines oberen Schwellenwertes von der Steuereinheit eingestellt wird. Hierdurch kann ebenfalls eine stromsparende Nutzung des Ventilators erfolgen, der nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsantriebs dieses notwendig macht. Durch diese stromsparende Nutzung können mehr Setzungen pro Akkuladung erzielt werden.It is also alternatively advantageous if, after modeling the thermal control parameter, the fan speed and the fan follow-up time of the fan are set by the control unit as a function of the modeled thermal control parameter of the combustion drive and of a lower threshold value and an upper threshold value stored in the data memory. As a result, a power-saving use of the fan can also take place, which is only put into operation when the temperature of the combustion drive makes this necessary. This energy-saving usage allows more settlements per battery charge to be achieved.

Günstigerweise erfolgt die Einstellung einer Ventilatornachlaufzeit über die Steuereinheit erst nach dem Ausschalten des Signals eines Schaltmittels, wenn also klar ist, dass das Setzgerät von einem Werkstück abgehoben worden ist.Conveniently, the setting of a fan follow-up time via the control unit takes place only after switching off the signal of a switching means, so if it is clear that the setting tool has been lifted from a workpiece.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.In the drawings, the invention is shown in one embodiment.

Es zeigen:

Fig. 1: ein erfindungsgemässes Setzgerät im teilweisen Längsschnitt,
Fig. 2: ein Flussdiagramm zur Steuerung des Ventilatormotors.

Show it:

Fig. 1: an inventive setting device in partial longitudinal section,
Fig. 2: a flow chart for controlling the fan motor.

Das in Fig. 1 dargestellte Setzgerät 10 verfügt über ein allgemein mit 11 bezeichnetes ein- oder mehrteiliges Gehäuse, in dem ein Verbrennungsantrieb für einen in einem Führungszylinder 12 versetzbar geführten Setzkolben 13 angeordnet ist. Über den Setzkolben 13 kann ein Befestigungselement, wie ein Nagel, Bolzen, etc. in ein Werkstück U eingetrieben werden, wenn das Setzgerät 10 mit einer Bolzenführung 15, die sich an den Führungszylinder 12 in Arbeitsrichtung des Setzkolbens 13 anschliesst, an das Werkstück U angepresst und der Verbrennungsantrieb ausgelöst wird. Zum Verbrennungsantrieb gehört u. a. eine Brennkammer 14, die in einer Brennkammerhülse 29 aufspannbar ist und die an ihren beiden axialen Enden einerseits vom Führungszylinder 12 und dem Setzkolben 13 sowie andererseits von einer Brennkammerrückwand 19 begrenzt wird. Die Brennkammer 14 ist in Fig. 1 bereits geschlossen, da das Setzgerät 10 an ein Werkstück U angepresst wurde. Die Bolzenführung 15 dient der Aufnahme und Führung von Befestigungselementen, die z. B. in einem Magazin 20 am Setzgerät 10 bevorratet sind.This in Fig. 1 Setting device 10 shown has a generally designated 11 single or multi-part housing in which a combustion drive for a displaceable in a guide cylinder 12 guided setting piston 13 is arranged. On the Setting piston 13, a fastener, such as a nail, bolts, etc. are driven into a workpiece U, when the setting tool 10 with a pin guide 15, which adjoins the guide cylinder 12 in the direction of the setting piston 13, pressed against the workpiece U and the Combustion drive is triggered. For combustion drive includes, inter alia, a combustion chamber 14 which is aufspannbar in a combustion chamber sleeve 29 and which is limited at both axial ends on the one hand by the guide cylinder 12 and the set piston 13 and on the other hand by a combustion chamber rear wall 19. The combustion chamber 14 is in Fig. 1 already closed because the setting tool 10 has been pressed against a workpiece U. The bolt guide 15 serves to receive and guide fasteners z. B. are stored in a magazine 20 on setting tool 10.

Wie aus Fig. 1 ferner ersichtlich ist, ist an einem Handgriff 21 des Setzgerätes 10 ein Triggerschalter 22 angeordnet, über den eine Zündeinrichtung 23 (die beispielsweise an der Brennkammerrückwand 19 angeordnet ist), wie z. B. eine Zündkerze, auslösbar ist, wenn das Setzgerät 10 an ein Werkstück U angepresst worden ist.How out Fig. 1 is also apparent, a trigger switch 22 is disposed on a handle 21 of the setting device 10, via which an ignition device 23 (which is arranged for example on the combustion chamber rear wall 19), such. As a spark plug, can be triggered when the setting tool 10 has been pressed against a workpiece U.

Das Setzgerät 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann mit einem Brenngas oder mit einem verdampfbaren Flüssigbrennstoff betrieben werden, der in einem in den Figuren nicht dargestellten Brennstoffreservoir wie z. B. einer Brennstoffdose, einem Brennstofftank oder ähnlichem bereitgestellt wird. Von dem Brennstoffreservoir geht eine Brennstoffleitung ab (in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt) die zur Brennkammer 14 führt.The setting tool 10 in the present embodiment can be operated with a fuel gas or with a vaporizable liquid fuel, which in a not shown in the figures fuel reservoir such. B. a fuel can, a fuel tank or the like is provided. From the fuel reservoir goes from a fuel line (also not shown in the figures) which leads to the combustion chamber 14.

Ein insgesamt mit 16 bezeichneter Ventilator dient sowohl der Erzeugung eines turbulenten Strömungsregimes eines in der geschlossenen Brennkammer 14 befindlichen Oxidationsmittel-Brennstoffgemisches als auch dem Ausspülen der geöffneten Brennkammer 14 mit Frischluft und dem Kühlen der Brennkammer 14 nach erfolgtem Setzvorgang. Der Ventilator 16 weist ein als Propeller ausgebildetes Ventilatorrad 17 auf, das an einer Rotorwelle eines Ventilatormotors 18 angeordnet ist und das im Betrieb in Drehrichtung des Pfeils 40 rotiert.A total of 16 designated fan serves both to generate a turbulent flow regime of a located in the closed combustion chamber 14 oxidant-fuel mixture and the rinsing of the open combustion chamber 14 with fresh air and the cooling of the combustion chamber 14 after successful setting process. The fan 16 has a fan wheel 17 designed as a propeller, which is arranged on a rotor shaft of a fan motor 18 and which rotates in operation in the direction of rotation of the arrow 40.

Die Versorgung der elektrischen Verbraucher, wie z. B. der Zündeinrichtung 23 oder des Ventilatormotors 18, des Setzgerätes 10 mit elektrischer Energie ist über eine netzunabhängige elektrische Energiequelle 24 in Form wenigstens eines Akkumulators verwirklicht. Der oder die Akkumulatoren können dabei auswechselbar an dem Setzgerät 10 angeordnet sein.The supply of electrical consumers, such. As the ignition device 23 or the fan motor 18, the setting device 10 with electrical energy is realized via a network-independent electric power source 24 in the form of at least one accumulator. The one or more accumulators can be arranged interchangeable on the setting tool 10.

Die Steuerung des Ventilators 16 sowie weiterer Gerätefunktionen erfolgt über eine Steuereinheit 30, die eine digitale Datenverarbeitungseinheit 37, wie einen oder mehrere Mikroprozessoren, aufweist. Die Steuereinheit 30 beinhaltet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen nichtflüchtigen Datenspeicher 31 zur Speicherung von Daten in digitaler Form und eine Zeitmesseinrichtung 34 zur Bestimmung eines aktuellen Zeitpunktes t_neu. Die Steuereinheit 30 ist über eine erste elektrische Leitung 25 mit der Energiequelle 24 verbunden. Über eine zweite elektrische Leitung 26 ist die Steuereinheit 30 ferner mit dem Triggerschalter 22 und über eine dritte elektrische Leitung 27 mit dem Ventilatormotor 18 verbunden. Die Zündeinrichtung 23 ist über eine vierte elektrische Leitung 28 mit der Steuereinheit 30 verbunden.The control of the fan 16 and other device functions via a control unit 30 having a digital data processing unit 37, such as one or more microprocessors. The control unit 30 includes in the illustrated embodiment, a non-volatile data memory 31 for storing data in digital form and a time measuring device 34 for determining a current time t_neu. The control unit 30 is connected to the energy source 24 via a first electrical line 25. Via a second electrical line 26, the control unit 30 is further connected to the trigger switch 22 and via a third electrical line 27 to the fan motor 18. The ignition device 23 is connected via a fourth electrical line 28 to the control unit 30.

An dem Setzgerät 10 ist ferner ein als Anpressschalter ausgebildetes Schaltmittel 33 angeordnet, das über eine fünfte elektrische Leitung 32 mit der Steuereinheit 30 verbunden ist, und das ein Anpressen der Bolzenführung 15 an ein Werkstück U detektiert und dabei ein Anpressschaltsignal generiert. Ein aussen am Setzgerät angeordneter Temperatursensor 35 ermittelt die Umgebungstemperatur T_U und ist über eine sechste elektrische Leitung 36 mit der Steuereinheit 30 verbunden. Der Temperatursensor kann preisgünstig direkt auf der Hauptplatine der Steuereinheit angeordnet sein. Dazu muss die Hauptplatine lediglich weit genug entfernt von Geräteteilen sein, die im Betrieb heiss werden.Arranged on the setting device 10 is also a switching means 33 designed as a contact pressure switch, which is connected to the control unit 30 via a fifth electrical line 32 and which detects a pressing of the pin guide 15 on a workpiece U, thereby generating a contact pressure signal. A temperature sensor 35 arranged outside on the setting device determines the ambient temperature T_U and is connected to the control unit 30 via a sixth electrical line 36. The temperature sensor can be inexpensively arranged directly on the motherboard of the control unit. To do this, the motherboard must only be far enough away from parts of the device that become hot during operation.

In Fig. 2 ist ein Flussdiagramm wiedergegeben, das ein in der Steuereinheit 30, genauer in deren Datenverarbeitungseinheit 37, ablaufendes Steuerverfahren zur Steuerung des Ventilators 16 bzw. dessen Ventilatormotors 18 beschreibt. Das Steuerverfahren umfasst dabei ein Datenverarbeitungs-Programm zum Modellieren eines thermischen Steuerparameters T_neu.In Fig. 2 a flowchart is reproduced, which describes a running in the control unit 30, more precisely in the data processing unit 37, running control method for controlling the fan 16 and the fan motor 18 thereof. The control method comprises a data processing program for modeling a thermal control parameter T_neu.

Nach dem das Schaltmittel 33 ein Anpressen des Setzgerätes 10 an ein Werkstück U detektiert, geht ein Anpressschaltsignal bei der Steuereinheit 30 ein (41). In der Steuereinheit 30 wird darauf hin der Ventilator mit einer Ventilatordrehzahl W max, die der maximal möglichen Ventilatordrehzahl des Ventilatormotors 18 entspricht, in Betrieb gesetzt (42). Bei einem Betätigen des Triggerschalters 22 geht in der Steuereinheit 30 ein Triggerschaltsignal ein (43). Die Steuereinheit 30 löst daraufhin einen Setzvorgang aus (44), indem über die vierte elektrische Leitung 28 die Zündeinrichtung 23 aktiviert wird (vgl. Fig. 1). Vorzugsweise nach dem Auslösen des Setzvorgangs werden aus dem Datenspeicher 31 folgende Daten ausgelesen (45a): ein modellierter thermischer Steuerparameter eines vorhergehenden Setzvorgangs T_alt, ein Zeitstempel t_alt eines vorhergehenden Setzvorgangs und Ventilatorbetriebsdaten umfassend eine Ventilatornachlaufzeit rt_2_alt eines vorhergehenden Setzvorgangs und eine Ventilatordrehzahl W_2_alt des Ventilators 16 während der Ventilatornachlaufzeit rt_2_alt. Bei dem thermischen Steuerparameter kann es sich dabei z. B. um eine Temperatur in °C, °F oder K oder um eine Wärmemenge in kJ handeln.After the switching means 33 detects a pressing of the setting tool 10 to a workpiece U, a Anpressschaltsignal is received at the control unit 30 (41). In the control unit 30, the fan with a fan speed W max, which corresponds to the maximum possible fan speed of the fan motor 18, is set in operation (42). Upon actuation of the trigger switch 22, a trigger switch signal enters the control unit 30 (43). The control unit 30 then triggers a setting process (44), in that the ignition device 23 is activated via the fourth electrical line 28 (cf. Fig. 1 ). Preferably, after the triggering of the setting process, the following data are read from the data memory 31 (45a): a modeled thermal control parameter of a previous setting process T_old, a time stamp t_old of a preceding setting process and fan operating data comprising a fan follow-up time rt_2_old a previous setting operation and a fan speed W_2_alt of the fan 16 during the fan follow-up time rt_2_alt. In the thermal control parameter may be z. Example, to a temperature in ° C, ° F or K or act on a quantity of heat in kJ.

Zeitlich versetzt oder gleichzeitig zu diesem Datenlesen erfolgt die Berechnung (45b) des Zeitraums delta_t, der zwischen einem aktuellen Zeitpunkt t_neu und dem durch den Zeitstempel t_alt gekennzeichneten Zeitpunkt vergangen ist nach der Formel delta_t = t_neu - t_alt. Ebenfalls zeitlich versetzt oder gleichzeitig wird von der Steuereinheit 30 die Umgebungstemperatur T_U vom Temperatursensor 35 abgefragt (45c) und erfasst.The calculation (45b) of the time period delta_t, which has elapsed between a current time t_new and the time indicated by the time stamp t_old, takes place at the same time or simultaneously with this data read according to the formula delta_t = t_new-t_old. Also offset in time or at the same time, the control unit 30 polls the ambient temperature T_U from the temperature sensor 35 (45c) and detects it.

In einem nachfolgenden Schritt (46) wird dann aus den von der Steuereinheit 30 erfassten Daten (modellierter thermischer Steuerparameter eines vorhergehenden Setzvorgangs T_ait, Zeitstempel t_alt eines vorhergehenden Setzvorgangs, Ventilatornachlaufzeit rt_2_alt eines vorhergehenden Setzvorgangs, Ventilatordrehzahl W_2_alt des Ventilators 16 während der Ventilatornachlaufzeit rt_2_alt) sowie anhand einer Wärmeabfuhrkonstanten K_1 und einer Wärmezufuhrkonstanten K_2 ein aktueller thermischer Steuerparameter T_neu modelliert bzw. berechnet [T_neu = f (T_ait, delta_t, rt_2_alt, W_2_alt, T_U, K_1, K_2)]. Die Wärmeabfuhrkonstante K_1 beinhaltet dabei den Wärmeaustausch des Setzgerätes 10 bzw. seines Verbrennungsantriebs (mit dem Führungszylinder und dem Setzkolben) mit der Umgebung und den Kühleffekt durch einen Spüllauf des Ventilators 16 und durch den Ventilatorlauf (42) zur Turbulenzerzeugung nach dem Anpressen des Setzgerätes 10 an ein Werkstück U. Die Wärmezufuhrkonstante K_2 beinhaltet hingegen die Wärme- bzw. Temperaturzunahme des Setzgerätes 10 durch einen Setzvorgang.In a subsequent step (46), the data recorded by the control unit 30 (modeled thermal control parameter of a previous setting process T_ait, time stamp t_old of a preceding setting process, fan follow-up time rt_2_alt of a previous setting process, fan speed W_2_alt of the fan 16 during the fan follow-up time rt_2_old) and then are used of a heat removal constant K_1 and a heat supply constant K_2, a current thermal control parameter T_neu is modeled or calculated [T_new = f (T_ait, delta_t, rt_2_old, W_2_old, T_U, K_1, K_2)]. The heat removal constant K_1 includes the heat exchange of the setting device 10 or its combustion drive (with the guide cylinder and setting piston) with the environment and the cooling effect by a Spülauf the fan 16 and by the fan run (42) for generating turbulence after pressing the setting tool 10 a workpiece U. The heat supply constant K_2, however, includes the heat and temperature increase of the setting device 10 by a setting process.

Wird das Setzgerät 10 nun nach erfolgtem Setzvorgang vom Werkstück U abgehoben, dann wird das Schaltmittel 33 ausgeschaltet. Nach Detektion des "Anpresschaltsignal aus" Signals (47) schaltet die Steuereinheit 30 einen Spüllauf (48) des Ventilators 16 ein, bei dem der Ventilator 16 für eine Ventilatorspüllaufzeit rt_1 von n Sekunden mit einer Ventilatordrehzahl W_1, die der maximalen Ventilatordrehzahl W_max entspricht, betrieben, wobei n eine Konstante ist (z. B. 2 Sekunden).If the setting device 10 is lifted off the workpiece U after the setting has taken place, then the switching means 33 is switched off. After detection of the "Anspresschaltsignal off" signal (47), the control unit 30 turns on a Spülauf (48) of the fan 16, in which the fan 16 for a Lüfterpüllaufzeit rt_1 of n seconds with a fan speed W_1, which corresponds to the maximum fan speed W_max operated where n is a constant (eg 2 seconds).

Zeitlich versetzt oder gleichzeitig mit dem Einleiten des Spüllaufs (48) des Ventilators 16 wird von der Steuereinheit 30 die notwendige Kühlung des Setzgerätes 10 bzw. seines Verbrennungsantriebes durch einen Ventilator 16 ermittelt (49). In der Steuereinheit 30 wird dazu der modellierte thermische Steuerparameter T_neu mit einem gespeicherten unteren Schwellenwert T_s1 und mit einem gespeicherten oberen Schwellenwert T_s2 verglichen. Wie auch der thermische Steuerparameter (T_neu, T_alt) können die Schwellenwerte T_s1 und T_s2 ebenfalls als eine Temperatur in °C, °F oder K oder als eine Wärmemenge in kJ definiert sein. Ist der modellierte thermische Steuerparameter T_neu kleiner als der untere Schwellenwert T_s1, dann wird der Ventilator 16 von der Steuereinheit 30 nicht in Betrieb gesetzt bzw. nicht in Betrieb gehalten (50a). Ein Nachlauf ist nicht notwendig (Ventilatorlaufzeit rt_2_neu = 0 Sekunden, Ventilatordrehzahl W_2_neu = 0) und der Ventilator 16 wird von der Steuereinheit 30 direkt abgeschaltet (51). Liegt der modellierte thermische Steuerparameter T_neu zwischen dem unteren Schwellenwert T_s1 und dem oberen Schwellenwert T_s2, dann wird der Ventilator 16 von der Steuereinheit 30 in einem Nachlauf (50b) mit einer Ventilatornachlaufzeit rt_2_neu und mit einer Ventilatordrehzahl W_2_neu betrieben, die abhängig sind von der Grösse des modellierten thermischen Steuerparameters T_neu. Die Ventilatornachlaufzeit rt_2_neu liegt dabei z. B. zwischen 2 Sekunden und 120 Sekunden und die Ventilatordrehzahl W_2_neu liegt zwischen einer voreingestellten minimalen Ventilatordrehzahl W_min und einer voreingestellten maximalen Ventilatordrehzahl W_max. Liegt der modellierte thermische Steuerparameter T_neu über dem oberen Schwellenwert T_s2, dann wird der Ventilator 16 von der Steuereinheit 30 in einem Nachlauf (50c) mit einer Ventilatornachlaufzeit rt_2_neu, die einer voreingestellten maximalen Ventilatornachlaufzeit rt_max entspricht (z. B. 120 Sekunden), und mit einer Ventilatordrehzahl W_2_neu betrieben, die der voreingestellten maximalen Ventilatordrehzahl W_max entspricht.Time offset or simultaneously with the introduction of the flushing run (48) of the fan 16, the necessary cooling of the setting device 10 and its combustion drive by a fan 16 is determined by the control unit 30 (49). In the control unit 30, the modeled thermal control parameter T_new is compared with a stored lower threshold T_s1 and with a stored upper threshold T_s2. Like the thermal control parameter (T_new, T_old), the thresholds T_s1 and T_s2 may also be defined as a temperature in ° C, ° F or K or as a heat quantity in kJ. If the modeled thermal control parameter T_new is less than the lower threshold T_s1, then the fan 16 is not actuated by the control unit 30 or kept in operation (50a). A follow-up is not necessary (fan run time rt_2_neu = 0 seconds, fan speed W_2_neu = 0) and the fan 16 is switched off directly by the control unit 30 (51). If the modeled thermal control parameter T_neu lies between the lower threshold value T_s1 and the upper threshold value T_s2, then the fan 16 is operated by the control unit 30 in a wake (50b) with a fan follow-up time rt_2_new and with a fan speed W_2_new, which depend on the size of the fan modeled thermal control parameter T_new. The fan follow-up time rt_2_neu is z. Between 2 seconds and 120 seconds and the fan speed W_2_neu is between a preset minimum fan speed W_min and a preset maximum fan speed W_max. If the modeled thermal control parameter T_new is above the upper threshold T_s2, then the fan 16 is updated by the control unit 30 in a lag (50c) with a fan lag time rt_2_new corresponding to a preset maximum fan lag time rt_max (eg, 120 seconds), and a fan speed W_2_neu operated, which corresponds to the preset maximum fan speed W_max.

Am Ende der Ventilatornachlaufzeit rt_2_neu wird der Ventilator 16 von der Steuereinheit 30 abgeschaltet (51) und es werden der modellierte thermische Steuerparameter T_neu als modellierter thermischer Steuerparameter eines vorhergehenden Setzvorgangs T_att, der aktuelle Zeitpunkt t_neu als Zeitstempel t_alt und die Ventilatorbetriebsdaten (Ventilatornachlaufzeit rt_2_neu, Ventilatordrehzahl W_2_neu) im Datenspeicher (31) abgespeichert (52), wobei die vorhergehend dort abgespeicherten Werte überschrieben werden. Die neu abgespeicherten Daten dienen bei einem erneuten Setzvorgang wieder der Modellierung des thermischen Steuerparameters T_neu zur Steuerung des Nachlaufs des Ventilators 16, wie es durch den gestrichelten Pfad 53 in Fig. 2 angedeutet ist.At the end of the fan follow-up time rt_2_new, the fan 16 is turned off by the control unit 30 (51) and the modeled thermal control parameter T_new as modeled thermal control parameter of previous set operation T_att, current time t_new as time stamp t_old and fan operation data (fan lag time rt_2_new, fan speed W_2_new ) stored in the data memory (31) (52), wherein the previously stored there values are overwritten. The newly stored data are used in a new setting process again the modeling of the thermal control parameter T_neu to control the wake of the fan 16, as indicated by the dashed path 53 in Fig. 2 is indicated.

Die Wärmeabfuhrkonstante K_s1, die Wärmezufuhrkonstante K_s2 und die Konstante n können sowohl separat in der Datenspeicher 31 hinterlegt sein und mit den andere Daten beim Lesen (siehe 45a) aus dem Datenspeicher 31 in die Datenverarbeitungseinheit 37 eingelesen werden. Sie können aber auch im Datenverarbeitungs-Programm verankert sein und mit diesem in die Datenverarbeitungseinheit 37 eingelesen werden.The heat removal constant K_s1, the heat supply constant K_s2 and the constant n can both be stored separately in the data memory 31 and read in from the data memory 31 into the data processing unit 37 with the other data during reading (see FIG. 45a). However, they can also be anchored in the data processing program and be read with this into the data processing unit 37.

Claims

Internal combustion setting device (10) for driving in fastening elements,
with a combustion drive for a setting piston (13) displaceably guided in a guide cylinder (12) and having at least one combustion chamber (14),
with a fan (16) for the combustion drive
and with a control unit (30), via which the fan (16) can be controlled in dependence on a thermal control parameter (T_neu),
characterized,
in that the control unit (30) has a program for modeling the thermal control parameter (T_neu) on the basis of time data and fan operating data.

Setting tool, according to claim 1, characterized in that a time measuring device (34) for determining a current time (t_neu) is present.

Setting tool according to claim 1, characterized in that an ambient temperature (T_U) determined by a temperature sensor can also be used by the program running in the control unit (30) for modeling the thermal control parameter (T_neu).

Setting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit (30) cooperates with a data memory (31) in which the modeled thermal control parameter (T_neu) as a modeled thermal control parameter of a previous setting process (T_ait), a current time ( t_new) as a time stamp (t_old) and the fan operating data can be stored.

Setting tool according to claim 1 or 4, characterized in that a fan follow-up time (rt_2_neu) of the fan (16) depending on the modeled thermal control parameter (T_neu) and a stored in the data memory (31) lower threshold (T_s1) and an upper threshold value (T_s2 ) is adjustable by the control unit (30).

Control method for a combustion-powered setting tool, comprising a combustion-driving fan (16) and a control unit (30), characterized in that it comprises the following steps: Triggering a setting process (44) after detection (43) of a trigger switch signal,

- reading out (45a) the modeled thermal control parameter of a previous setting process (T_old), the time stamp (t_old) and the fan operating data from the data memory (31),

Modeling (46) the thermal control parameter (T_new) at least on the basis of the thermal control parameter of the previous setting process (T_ait), the time stamp (t_old), the current time (t_neu), the fan operating data and the heat supply constant (K2) and the heat dissipation constant (K1 )

- Storing (52) of the modeled thermal control parameter (T_neu) of the combustion drive as a modeled thermal control parameter of a previous setting process (T_ait), the current time (t_neu) as a time stamp (t_old) and the fan operating data in the data memory (31).

Control method according to claim 6, characterized in that for modeling the thermal control parameter (T_neu) also an ambient temperature (T_U) determined by a temperature sensor is used.

Control method according to claim 6 or 7, characterized in that after the modeling of the thermal control parameter (T_neu) the fan follow-up time (rt_2_neu) of the fan (16) as a function of the modeled thermal control parameter (T_neu) of the combustion drive and one in the data memory (31) deposited lower threshold value (T_s1) and an upper threshold value (T_s2) is set by the control unit (30).

Control method according to claim 6 or 7, characterized in that after the modeling of the thermal control parameter (T_neu) the fan speed (W_2_neu) of the fan (16) as a function of the modeled thermal control parameter (T_neu) of the combustion drive and one in the data memory (31) deposited lower threshold value (T_s1) and an upper threshold value (T_s2) is set by the control unit (30).

Control method according to claim 6 or 7, characterized in that after the modeling of the thermal control parameter (T_neu), the fan speed (W_2_neu) and the fan follower time (rt_2_neu) of the fan (16) depending on the modeled thermal control parameter (T_neu) of the combustion drive and a in the data memory (31) deposited lower threshold value (T_s1) and an upper threshold value (T_s2) is set by the control unit (30).

Setting tool according to one of claims 6 to 10, characterized in that the adjustment of a fan follow-up time (rt_2_neu) via the control unit (30) after switching off the signal of a switching means (33).