CN102773845A - 带有用于使电消耗器运行的控制装置的手操纵式工作器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有用于使电消耗器运行的控制装置的手操纵式工作器械，具体而言，一种带有驱动工具(7)和发电机(23)的驱动马达的手操纵式工作器械。工作器械(1)具有第一电消耗器(13)和可接通的第二电消耗器。发电机提供用于同时使两个消耗器运行的电功率。工作器械具有用于控制输送到第一电消耗器的功率的控制装置。为了与电压波动无关地输送几乎相同的功率，设置电压监视电路，其在第一运行状态(I)中调整第一信号序列(45)以用于使第一消耗器运行，并且在第二运行状态(II)中设置另一第二信号序列(46)以用于使第一消耗器(13)运行。第一信号序列(45)的平均功率和第二信号序列(46)的平均功率几乎相同。

Description

带有用于使电消耗器运行的控制装置的手操纵式工作器械
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的带有驱动马达的手操纵式工作器械，驱动马达驱动工具和发电机(Generator)。
背景技术
从文件DE 199 53 914 A1中已知一种手操纵式工作器械，其驱动马达驱动发电机。发电机提供用于使第一电消耗器(例如加热装置)运行的功率。所产生的发电机功率取决于转速变化。在低的转速时仅仅很少的功率供使用，然而在高的转速时很多功率可供使用。在此，如此设计加热元件，即，在高的转速时可实现足够的加热，以使得例如在化油器加热部(Vergaserheizung)的情况下避免来自环境的空气湿气(Luftfeuchtigkeit)在化油器的罩壳处冻结。在此，必须保证，不出现化油器过度加热，因为在化油器加热部的情况下过度加热可导致在燃料中形成气泡并且由此导致内燃机的不稳定的运行性能。
为了控制化油器加热部的加热功率，根据文件DE 10 2006 037 572A1提出，取决于内燃机的转速调节加热装置的加热功率。为此，设置控制装置，其取决于内燃机的转速控制被输送的加热能。
如果化油器加热部优化地设计成带有这种类型的控制装置，在低的环境温度时也可保证无干扰的混合物制备并且由此保证内燃机的可靠的运行。
如果除了化油器加热部附加地还接通其它加热装置，例如把手加热部，在化油器加热部处的电压显著下降(einbrechen)，因为发电机仅仅可提供受限的电功率。在化油器加热部处的电压显著下降的结果可为温度降低。
发明内容
因此本发明的目的为，如此改进开头提及的类型的手操纵式工作器械，即，与其它电消耗器的接通或切断无关地，以低的技术成本利用几乎保持不变的电功率供给第一电消耗器。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的特征部分的特征实现。
控制装置的电压监视电路监视电压，该电压取决于电消耗器的接通或切断而变化。在电压监视电路的第一运行状态中，调整第一信号序列(Signalfolge)以用于使第一消耗器运行，并且在第二运行状态中设置另一第二信号序列以用于使第一消耗器运行。信号序列自身不同，其中，例如第二信号序列可例如具有更小的幅度但是可具有更高的频率。设置成，与信号序列的设计方案无关地，第一信号序列的平均(mittler)功率和第二信号序列的平均功率几乎相同。由此保证，当在第一消耗器处的电压显著下降时切换到第一信号序列，其补偿通过电压显著下降而显著下降的功率。由此，在电压显著下降时也以与在高的未显著下降的电压时基本上相同的电功率使第一电消耗器运行。
如此以简单的方式构造电压监视电路，即，获取与负载相关的电压并且在预定的电压阈值之下时使控制装置在第二运行状态中运行，而电压在电压阈值之上时切换到第一运行状态中。在低的发电机电压时电压监视电路也可触发控制装置切换到第二运行状态中，从而即使在低的转速时也将足够高的功率给出到电消耗器处。既可通过接通另一电消耗器也可通过内燃机转速的减小引起电压的显著下降。
本发明尤其地在于，为了在带有内燃机的工作器械中的加热装置处提供基本上相同的功率，仅仅直接地或间接地监视发电机电压，以用于取决于被监视的电压的波动使控制装置从第一信号序列切换到第二信号序列，其中，虽然信号序列不同，但是其基本上输送相同的电功率。
尤其地，随着接通可构造成加热装置的第二电消耗器而进行控制装置从第一运行状态到第二运行状态中的切换。
控制装置的第一和第二运行状态的信号序列可如此区别，即，在相同的时间单位中第二信号序列比第一信号序列具有更多的信号，即，更高的频率。在此，第二信号序列的电压幅度小于第一信号序列。可为适宜的是，第二信号序列的信号的信号持续时间构造成比第一信号序列的信号的持续时间长，以用于平衡信号幅度的显著下降。
优选地，第一和第二电消耗器为加热装置，其中，第一加热装置尤其地为化油器加热部，而第二加热装置可为把手加热部。
适宜地，消耗器直接连接(liegen)到发电机的交流电压，从而可利用半波电路(Halbwellenschaltung)调整输送到消耗器的功率。备选地，在交流电压时，也可利用相角控制部(Phasenanschnittsteuerung)调整输送到消耗器的功率。
附图说明
从其它权利要求、说明书以及在其中示出以下详细描述的本发明的实施例的图纸中得到本发明的其它特征。其中：
图1以示意性的侧视图显示了以马达链锯为例的手操纵式可携带的工作器械，
图2显示了用于为带有控制装置的加热装置供给能量的示意性的电路图，
图3显示了在控制装置的第一切换状态中通过半波电路输送到第一加热装置处的交流电压的示意性的图示，
图4显示了在控制装置的第二切换状态中通过半波电路输送的根据图3的交流电压的示意性的图示，
图5显示了在控制装置的第一切换状态中通过相角控制部输送到第一加热装置处的交流电压的示意性的图示，
图6显示了在控制装置的第二切换状态中通过相角控制部输送的根据图5的交流电压的示意性的图示，
图7显示了取决于被监视的电压的运行状态的切换状态的示意性的图示。
具体实施方式
作为输送到加热装置的电功率的实施例描述用于控制输送到电消耗器的电功率的根据本发明的控制装置。加热装置安装在工作器械中，如在图1中示出的那样。手操纵式工作器械1为便携的手操纵式工作器械，下面以马达链锯为例解释该手操纵式工作器械。该工作器械也可构造成切断机、绿篱修剪机、室外修剪机(Freischneider)、鼓风机或类似的工作器械。
根据图1的便携的手操纵式工作器械具有罩壳2，内燃机8布置在罩壳2中。在工作器械1的纵向方向上取向的后把手4固定在罩壳2处。在罩壳2的前部的上部区域中布置有作为前把手3的把手管，其以拱形的方式与罩壳2成间距地搭接罩壳2的上侧，并且布置成基本上横向于工作器械1的纵向方向。在罩壳2的与后把手4相对的前端侧处设置有由内燃机8驱动的工具7，在该实施例中，工具7实施成在导轨6上环绕的锯链。导轨6平行于工作器械1的纵向方向从罩壳2的前部的端侧向前伸出。为了操纵内燃机8，加速杆5可摆动地布置在后部的把手4中，利用加速杆5可控制实施成二冲程发动机的内燃机的转速。支承在把手4中的加速杆锁定件35与加速杆5相关联。
在所显示的实施例中，布置在罩壳2中的内燃机8实施成二冲程发动机、尤其地实施成单缸二冲程发动机。内燃机8具有气缸14，在其中构造有燃烧室15。由活塞16限制燃烧室15。活塞16驱动可旋转地支承在曲轴箱22中的曲轴18绕旋转轴线24转动。在图1中显示的活塞16的下止点的区域中，曲轴箱22与燃烧室15通过溢流通道17相互连接。此外，内燃机8具有用于进入到曲轴箱22中的燃料/空气混合物的输入部19以及输出部20，通过输出部20从燃烧室15中导出废气。内燃机8通过进气道11经过化油器10吸入燃料/空气混合物，空气滤清器9置于化油器10之前。对于发动机的运行必要的燃烧用空气流入通过空气滤清器9。
此外，输送通道12通到空气滤清器9处，输送通道12通入气缸14中并且在活塞16的上止点的区域中通过构造在活塞16处的活塞槽(Kolbentasche)21与溢流通道17相通。内燃机8通过输送通道12将扫气空气(Spülvorlagenluft)吸入溢流通道17中。进气道11和输送通道12构造在共同的构件25中，化油器通过构件25与气缸14相连接。在化油器10和套管形的
Figure BSA00000714495700051
构件25之间布置有作为第一电消耗器27的电加热元件13，其可固定在化油器10处并且用于加热化油器。电加热元件13形成在工作器械1中的第一加热装置113。
在运行中，内燃机8通过进气道11将燃料/空气混合物吸入曲轴箱22中，而基本上不带燃料的燃烧用空气通过输送通道12流入溢流通道17中。在活塞16的下行冲程中，在曲轴箱22中压缩燃料/空气混合物，并且一旦由朝向曲轴箱22行进的活塞16打开溢流通道17以通向燃烧室15，就通过溢流通道17将燃料/空气混合物排挤到燃烧室15中。预先储存(vorlagern)在溢流通道17中的不含燃料的燃烧用空气将从曲轴箱22中逾越到燃烧室15中的新鲜的燃料/空气混合物与存在于燃烧室15中的废气分离，通过输出部20扫除(ausspülen)该废气。在活塞16的上行冲程中，在燃烧室15中压缩新鲜地流入的燃料/空气混合物，并且在活塞16的上止点的区域中由未显示的火花塞点燃燃料/空气混合物。在活塞16的下行冲程时，打开输出部20，并且废气从燃烧室15中流出，其中，由同时通过溢流通道17流入的扫气空气将废气排挤到输出部。
为了内燃机8的运行，必须通过进气道11吸入足够量的燃料。在低的温度时，来自环境空气的湿气可沉积在化油器10中，并且在该处冻结。这可损害化油器10的功能。为了避免在化油器10处的低的温度，第一加热装置113设置成带有作为第一电消耗器27的加热元件13。加热元件13以电的方式加热并且在低的环境温度时加热化油器10。
在低的温度时，不仅化油器10的加热是适宜的；而且有利地，设置成用于引导工作器械的把手3和4具有带有加热元件33的加热装置133和带有加热元件34的第二加热装置134。借助于加热装置133和134根据需要加热把手3和4。由此，在工作时操纵工作器械1的操作者手部温暖，这不仅用于提供舒适性，而且在低的温度时有利于更安全地操纵工作器械1。该第二加热装置133，134形成第二电消耗器，其可根据需要接通。
作为电加热装置的加热装置113，133和134为电消耗器27，37，并且由发电机23供给电功率。发电机23由内燃机8的曲轴驱动，并且取决于内燃机的转速n旋转。在直接驱动发电机时，发电机23的转速相应于内燃机8的转速n。
在图2中示出发电机23与作为第一电消耗器27的第一加热装置113的加热元件13和作为第二电消耗器37的第二加热装置133，134的加热元件33或34的接线的示意性的电路。
如图2显示的那样，可通过开关30接通和断开第二加热装置133，即，第二电消耗器37。第一电消耗器27(即，第一加热装置113)可持续地联接在发电机23的端子处；适宜地，可设置双金属开关，其在温度阈值(例如20℃)之上时断开在发电机端子和第一加热装置113之间的电的连接。有利地，使用NTC热敏元件，其如此结合到集成在控制装置40中的调节器中，即，实现第一加热装置113的简单的温度控制。以这种方式可简单地监视并且同时可通过调节器可靠地调整第一加热装置113。
如果接通第一电消耗器27(即，化油器加热部的加热装置113)，全部发电机电压UG1施加(anliegen)在化油器加热部处。在该实施例中，控制装置40与第一加热装置113的加热元件13串联，从而加热电流IV既流过加热元件13也流过控制装置40。
控制装置40包括电压监视电路41，在所显示的实施例中，其集成在控制装置40中。适宜地，借助于控制装置40调整输送到第一消耗器27的电功率。在本发明的特别的设计方案中，由发电机23产生的交流电压UG通过集成在控制装置40中的半波电路或相角控制部被置于第一电消耗器27处，其中，例如将第一电消耗器27的加热元件13的温度反馈到控制装置40可为适宜的，如在图2中以虚线指出的那样。
如此设计发电机23的电总功率，即，不仅给第一电消耗器27(即，化油器加热部的第一加热装置113)而且给第二电消耗器(即，作为把手加热部的第二加热装置133或作为第二把手加热部的另一加热装置134)充分地供给电功率。如果在开关30断开时切断把手加热部，则将发电机23的总的电功率输送到第一电消耗器27(化油器加热部)。化油器加热部的加热元件13可能过度加热。因此设置成，如此设计控制装置40，即，通过施加的发电机电压的影响将流动的电流IV限制在平均电流上并且由此限制到平均功率上，其相应于加热元件13的期望的温度。
在图3中反映了通过半波电路施加到第一电消耗器27处的发电机电压UV1。分别对于一个或多个半波47阻断(sperren)发电机23的交流电压，从而在交流电压中得到时间间隔Δt的暂停P(Pause)。在该暂停中，没有电流IV流动，从而在暂停时间Δt期间当前的发电机电压施加在控制装置40处。电压监视电路41评估在暂停P中获取的发电机电压，并且取决于发电机电压的大小或者切换到第一信号序列45或者切换到第二信号序列46(图4)。如此调整第一信号序列45，即，即使在内燃机8的最高的转速n以及由此发电机23给出的功率时也可靠地避免加热元件13的过度加热并且由此可靠地避免在化油器10处的不允许的高的温度。
如果闭合开关30，发电机电压UG不仅施加在第一电消耗器27(第一加热装置113)处而且并联地施加在第二电消耗器37(第二加热装置133，134)处。现在，发电机电流IG划分成通过化油器加热部的电流IV和通过把手加热部的电流IGH。随着接通开关30，同时得到发电机的较高的负载，这伴随有发电机电压的降低。控制装置40的电压监视电路41检测在暂停P中的该电压降低，因为在暂停中发电机电压由于通过两个消耗器(把手加热部)持续的电的负载而小于在不带通过把手加热部的负载的情况中的电压。如果在暂停中确定较小的发电机电压，电压监视电路41使控制装置40从带有第一信号序列45(图3)的第一运行状态I中切换到带有第二信号序列46(图4)的第二运行状态II中。由此，随着接通第二电消耗器(即，把手加热部的加热装置133和134)而将控制装置40从第一运行状态切换到第二运行状态中。
在相同的时间窗T，第二信号序列46比第一信号序列45具有更多的半波48。同时带有大小UV2的信号序列46的信号48的幅度44更小。由此，通过在相同的时间单位T中提高的半波48的数量，如此平衡由于通过第二消耗器37的负载而显著下降的发电机电压，即，将几乎与在第一运行状态和第一信号序列45期间的时间单位T之内相同的电能输送到第一加热装置113的加热元件13。在信号序列46的两个信号48之间的暂停P相应于在信号序列45的信号47之间的暂停P，然而，在时间上出现更少的暂停。
为了平衡(egalisieren)由于通过第二电消耗器37的负载而减小的发电机电压，也可应用相角控制部，根据图5和6解释其功能。
如图5显示的那样，如此影响发电机电压，即，在交零(Nulldurchgang)之后可调整可变的阻断时间，也就是说，在两个半波147之间得到时间间隔Δt1的可调整的暂停P。虽然将每个半波接通(aufschalten)到电消耗器上，然而可调整半波147的信号持续时间T。如此设计在图5中的信号序列45的半波的暂停P和由此信号持续时间T，即，即使在内燃机8的最高的转速n和由此发电机23给出的功率时，也可靠地避免加热元件13的过度加热并且由此避免在化油器10处的不允许的高的温度。
如果通过闭合开关30接通第二电消耗器37，再次由于电的负载得到发电机电压的降低，这通过电压监视电路41在暂停P中检测到并且导致切换到根据图6的第二信号序列46。信号序列46的半波148的信号强度44小于第一信号序列45的信号强度49，这由发电机23的提高的电负载引起。为了在相同的时间单位中将相同的电功率输送到第一电消耗器，通过相角控制部减小暂停时间Δt2，以使得增大信号持续时间T。由此尽管发电机电压降低，但是将与在接通第二电消耗器37之前相同的电功率输送到第一的消耗器27。
在内燃机8的任意运行转速n时电压监视电路41的任务为，确定以第二加热装置133，134(即，把手加热部)的形式的第二电消耗器37的接通。这通过监视在受影响的信号序列45或46的暂停P中实际发电机电压UG而实现。在预定的电压阈值US(图7)之下，使控制装置40在运行状态II(图5)中运行；如果被监视的电压U超过阈值US，则通过电压监视电路41确定该情况并且使控制装置40切换回第一运行状态I中。在第一运行状态I中，调整信号序列45带有预定的平均的电功率，该平均电功率例如保证化油器的充分的加热，而不使其过度加热。如果发电机电压由于附加的电负载降低，即，第一信号序列45的平均功率由于变化的发电机电压而减小，则控制装置切换到第二预定的信号序列46，其在考虑降低的发电机电压的情况下调整与第一信号序列45几乎相同的平均电功率。第一加热装置113(即，化油器加热部)与开关30的接通或断开无关地获得基本上相同的电功率，这保证将化油器10基本上相同地加热到预定的温度上。
可为有利的是，如此设计电路组件，即，同样取决于发电机的转速运行在几乎相同的平均电功率时从第一信号序列45到第二信号序列46的切换。如果转速较低，即发电机电压较小，利用第二信号序列46使第一电消耗器运行；如果转速增加并且由此发电机电压增加，切换到第一信号序列45。

Claims (12)

1.一种带有驱动马达的手操纵式工作器械，该驱动马达驱动工具(7)和发电机(23)，其中，所述工作器械(1)具有第一电消耗器(27)和可接通的第二电消耗器(37)，其中，所述发电机(23)提供用于同时使所述第一和第二电消耗器(27，37)运行的功率，并且所述工作器械具有用于控制输送到所述第一电消耗器(27)的功率的控制装置(40)，其特征在于，所述控制装置(40)包括电压监视电路(41)，所述电压监视电路(41)在第一运行状态(I)中调整第一信号序列(45)以用于使所述第一消耗器(27)运行，并且在第二运行状态(II)中调整另一第二信号序列(46)以用于使所述第一消耗器(27)运行，其中，所述第一信号序列(45)的平均功率和所述第二信号序列(46)的平均功率几乎相同。
2.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，在预定的电压阈值(US)之上时所述电压监视电路(41)使所述控制装置(40)切换到所述第一状态(I)中，并且在所述电压阈值(US)之下时使所述控制装置(40)切换到所述第二运行状态(II)中。
3.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，随着接通所述第二电消耗器(37)而进行所述控制装置(40)从所述第一运行状态到所述第二运行状态(II)中的切换。
4.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述电压监视电路(41)监视发电机电压(UG)。
5.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述第二信号序列(46)的信号幅度(44)小于所述第一信号序列(45)的信号幅度(49)。
6.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述第二信号序列(46)的信号的信号宽度(Δt1)大于所述第一信号序列(45)的信号的信号宽度(Δt)。
7.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述第一和第二电消耗器(27，37)的至少一个为加热装置(113，133，134)。
8.根据权利要求7所述的工作器械，其特征在于，所述驱动马达为带有化油器(10)的内燃机(8)，并且所述第一加热装置(113)为化油器加热部。
9.根据权利要求7所述的工作器械，其特征在于，所述工作器械(1)具有至少一个用于引导所述工作器械(1)的把手(3，4)，并且所述第二加热装置(133，134)为把手加热部。
10.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，所述消耗器(27，37)连接到所述发电机(23)的交流电压。
11.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，可利用半波电路调整输送到所述消耗器(27，37)的功率。
12.根据权利要求1所述的工作器械，其特征在于，可利用相角控制部调整输送到所述消耗器(27，37)的功率。
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