CN103527379A - 在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路 - Google Patents

在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路。经由用于发动机运行的控制装置一方面将燃烧空气而另一方面将燃料输送给燃烧室且通过火花塞点燃存在于燃烧室中的燃料/空气混合物。经由运行模式调节器提出用于加浓燃料/空气混合物的起动位置，其中，安全制动装置在运行状态中制动工作工具。在运行模式调节器处布置有位置传感器，其中，安全制动装置经由运行传感器的状态信号和与运行模式调节器相关联的位置传感器的状态信号被这样结合，使得当运行模式调节器处于起动位置(III)中而安全制动装置处于其准备状态(B)中时，控制装置锁止发动机运行。

Description

在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路(Startsicherungsschaltung)。
背景技术
一种这样的在手持式工作器械中的起动安全电路从文件DE 10 2008 007 786 Al中已知。控制装置检查多个传感器的状态信号，以便根据其开关状态切断工作器械的主设备或者附设备。此外由此提出在驱动马达停止时和在制动装置松开时切断点火部，使得不能起动内燃机。这前提是，控制部识别出停止的驱动马达，以便相应地接合。为了识别出运行状态和为了评估传感器的信号在驱动马达停止需要电能，其例如可经由电池来提供。
发明内容
本发明目的在于这样构造一种在带有内燃机的工作器械中的起动安全电路，使得内燃机的起动和发动(hochlaufen)仅在规定的起动条件下可能。
该目的根据权利要求1的特征部分的特征来实现。
布置在安全制动装置处的运行传感器的状态信号和布置在运行模式调节器(Betriebsartensteller)处的位置传感器的状态信号相互被逻辑结合。当运行模式调节器处于起动位置中而安全制动装置处于它的带有松开的制动器的准备状态中时，那么控制装置总是锁止发动机运行。
布置在运行模式调节器处的位置传感器识别出运行模式调节器的置入的起动位置；在该起动位置中设置成经由起动加浓部(Startanreicherung)将富含能量的、加浓的混合物输送给内燃机，以便使能够可靠地起动。
因为在起动情况中混合物较浓时内燃机的转速会极强地升高且会导致驱动工作工具的离心力离合器(Fliehkraftkupplung)的接合，根据本发明设置成当运行模式调节器处于起动位置中而安全制动装置处于它的带有松开的制动器的准备状态中时那么经由控制装置总是锁止发动机运行。由此可靠地排除可利用加浓的混合物(运行模式调节器的起动位置)来起动内燃机而安全制动装置不置入(工作工具经由其制动或锁止)。
控制装置通常被理解成保证内燃机的发动机运行的装置；控制装置因此可以不仅包括燃料供给部、混合物准备部、混合物的点燃部和/或其它的对于内燃机的运行必要的元件，经由其、例如通过解除激活来排除内燃机的发动机运行。
以简单的方式中断混合物的点燃，对此控制装置包括与火花塞相连接的点火模块，其在运行模式调节器在起动位置中时和在安全制动装置处于准备状态中(制动器松开)时被关断、即非激活地联接。在点火模块非激活地、无效地联接时在火花塞处不会产生点火火花；混合物因此不能被点燃，内燃机不起动。发动机运行锁止。
适宜地通过短路触点与地的连接来非激活地联接点火模块，其中，在一简单的实施形式中传感器本身接通电气触点且通过相应的电气联接可以直接建立与地的连接。优选地，位置传感器和/或运行传感器实施为开关、例如为微型开关，其中，运行模式调节器和安全制动装置的传感器的触点形成电气串联电路(Reihenschaltung)，其将点火模块的短路触点与地连接。
在本发明的改进方案中，传感器的触点的串联电路布置为点火模块的短路开关的平行支路，其中，短路开关和串联电路优选地处在共同的接地点处。
为了对使用者显示锁止的发动机运行(即例如点火部关断)，设置有光学显示器，其优选地实施为LED。
在本发明的设计方案中位置传感器和/或运行传感器可由无接触地工作的传感器形成，其中，传感器和短路开关的输出信号适宜地输送给逻辑评估电路。其接通用于与地连接的开关。
备选或者附加于点火模块的解除激活，控制装置可包括燃料阀，其在运行模式调节器在起动位置中时和在安全制动装置处于准备状态中(制动器松开)时被接通到锁止状态中，使得燃料供给失效、即没有燃料流向用于准备燃料/空气混合物。
附图说明
本发明的另外的特征从另外的权利要求、说明书和附图(在其中示出本发明的接下来详细说明的实施例)中得出。其中：
图1以示意性的图示显示带有根据本发明的起动安全电路的工作器械，
图2显示带有经由离合器驱动的工作工具的内燃机的原理电路图，
图3显示对于点火模块的短路输入的电路图，
图4显示对逻辑开关状态的图表，
图5用于对于带有评估单元的点火模块的原理电路图。
具体实施方式
在图1中所示的手持的、便携式工作器械1是机动链锯；这还作为对其它工作器械如切割机(Trennschleifer)、自由切削器(Freischneider)、绿篱修剪器(Heckenschere)等的实施例，其应通过通用的概念工作器械来理解。
构造为机动链锯2的工作器械1主要包括壳体3，其在工作器械1的纵向上具有后把手4。壳体3被卡箍把手(Buegelgriff)跨越，其形成前把手5。在卡箍把手前作为护手17布置有用于安全制动装置19的触发杆18，如其示意性地在图2中所示。
在工作器械1的壳体3的与后把手4相对而置的端侧6上(在工作器械1的纵向上伸延地)固定有导轨7，在它的环绕的引导槽上环绕地引导有锯链9作为工作工具8。
在工作器械1的壳体3中布置有内燃机20作为驱动马达，如其在图2中示意性地所示。驱动马达优选地是单缸二冲程发动机且在该实施例中主要包括带有活塞22的气缸21以及带有曲轴15的曲轴箱23。曲轴15在曲轴箱23中可旋转地支承且在端部14处与离合器11驱动连接，其在所示的实施例中是离心力离合器12。离合器11的驱动件13与曲轴15相连接且由从动件16搭接，其驱动驱动工具。在所示的实施例中工作工具8是锯链9，其经由驱动小齿轮10来驱动，它与从动件16一起旋转。
离合器11、尤其离合器11的从动件16关联安全制动装置19，其由包绕从动件16的制动带24构成。制动带24(安全制动装置19经由触发杆18来触发)在箭头39的方向上被放置到从动件16处；制动带24在此包绕从动件16。在放置制动带24时从动件16锁止，即不能旋转。工作工具8静止。
活塞22在气缸21中限制燃烧室25，火花塞26(其由点火模块27来操控)伸入其中。点火模块27由发电机28供电，其布置在曲轴15的另一端部29处。
对于内燃机20的运行必要的燃料/空气混合物经由用于准备混合物的装置(其在该实施例中是化油器50)被输送给燃烧室25。化油器50经由空气过滤器51抽吸燃烧空气，其在化油器壳体中被混入燃料(其经由燃料管路52来输送)。经由抽吸通道53将准备好的混合物抽吸到曲轴箱23中，以便然后(相应于在两冲程发动机中本身已知的曲轴箱冲洗)经由由活塞22控制的溢流通道54流到燃烧室25中。为了燃料量的计量在燃料管路52中布置尤其电磁控制的燃料阀55可以是有利的。燃料阀55的打开时间的控制例如经由控制装置60实现。
对于内燃机20的发动机运行需要燃料和燃烧空气的供给部以及例如在化油器50中混合物的准备部和混合物在燃烧室25中经由火花塞26的点燃部。这些元件单个地或者相组合地利用通用概念控制装置60来称呼。在图2中该控制装置60以点划线来表示。
如果控制装置60(或者控制装置60的组件如点火模块27或者燃料阀25的操控部)被锁止、关断或者以其它方式非激活地联接，内燃机20不能运行；内燃机20关断，发动机运行锁止。控制装置60的非激活联接因此相应于发动机关断或发动机运行的锁止。
在一简单的实施例中为了锁止发动机运行、例如关断内燃机20，在点火模块27处设置有短路线路30，其与例如根据图3的根据本发明的起动安全电路40相连接。
在内燃机20的运行中将可点燃的燃料/空气混合物输送到燃烧室25中且被向上行驶的活塞22压缩。在活塞22的上止点的区域中由点火模块27在火花塞26处触发点火火花，其点燃混合物且活塞22被向下驱动。经由连杆22a将活塞22的上下运动转换成曲轴15的旋转运动。
为了内燃机20的起动，在工作器械处设置有运行模式调节器31，其经由操控杆32可操控到三个运行位置控制I、II和III中(图1)。
在位置I中(关断位置)操控杆32操纵短路开关33(图3)，如果其触点35闭合，那么其将点火模块27总是与地34相连接。如图3所示，短路开关33相应于起动安全电路40联接到点火模块27的短路线路30处。如果短路开关33的触点35建立与地34的连接，那么点火模块27总是短路且因此关断(非激活地联接)；发动机运行锁止。
在运行模式调节器31的操控杆32的位置II中，短路开关33打开，点火模块27工作且内燃机在运行中；发动机运行自由接通。
为了实施起动过程设置有运行模式调节器31的起动位置III；将操控杆32移动到起动位置III中，将内燃机和混合物形成装置(在该实施例中化油器50)转到起动运行中。在这样的起动运行中使混合物例如极强地加浓、即以燃料加浓。
运行模式调节器31的起动位置III通过位置传感器43(图1)来检测，其在所示的实施例中构造为开关、尤其为带有开关触点44(图3)的微型开关。开关触点44根据图3电联接在起动安全电路40中。当使操控杆32摆动到起动位置III中时，总是使位置传感器43的触点44闭合。
有利地，位置传感器43直接布置在运行模式调节器31的操控杆32处，如图1所示。将位置传感器43例如布置在化油器50的阻塞活门(Chokeklappe)处或者在化油器50的节流活门处以检测其起动位置也可以是适宜的；阻塞活门和/或节流活门的起动位置对应于运行模式调节器31的起动位置。例如也可通过检测导杆或者其它调节器件(其为了调节起动位置应可移动)的位置来检测起动位置。
在工作器械1处此外设置有运行传感器47(图1)，其与安全制动装置19相关联且在所示的实施例中例如布置在安全制动装置19的触发杆18处。如果触发杆18接到其准备状态B中，运行传感器47的触点48那么总是闭合。在触发安全制动装置19时制动带24(图2)贴靠在离合器11的从动件16处且将所驱动的工作工具8制动到静止状态上、即在运动上锁止工作工具8。在该位置S(图1)中(在其中施加安全制动装置19的制动器且工作工具8静止)，与安全制动装置19相关联的运行传感器47的触点48(图3)打开。
如图3中的原理电路图所示，点火模块27的短路线路30一方面经由短路开关33可与地34相连接；起动安全电路40(其在所示的实施例中由位置传感器43的触点44、运行模式调节器31和安全制动装置19的运行传感器47的触点48的串联构成)根据本发明平行于此。短路线路30经由串联电路37联接到接地点36处。串联电路37因此形成短路开关33的平行支路。将短路开关33和串联电路37联接到共同的接地点38处可以是适宜的。
在图4中示意性地复述起动安全电路40的功能。下面的虚线43'复述运行模式调节器31的位置传感器43的开关状态的输出信号S1。处于其上的虚线47'复述安全制动装置19的运行传感器47的输出信号S2。虚线27'说明点火模块27的运行状态，而上面的实线41'复述光学显示器41的状态，其在所示的实施例中是由点火模块27操纵的LED 42。
如果在时刻t1通过摆动操控杆32将运行模式调节器31转到起动位置III中，触点44闭合；位置传感器43接通。
如果安全制动装置19在时刻t1处于其准备位置B中，如以点划线在图1中所示，运行传感器47的相应的触点49闭合，且短路线路经由闭合的触点44和48与接地点36相连接。点火模块27非激活；即点火部关断。不能使内燃机20运行；发动机运行锁止。
当在时刻t2触发安全制动装置19时，即才施加制动器且因此工作工具8抗扭地固定，安全制动装置19的运行传感器47的触点48打开，使得在点火模块27的短路线路30处的接地中断。点火模块27激活；点火部工作且可使内燃机20运行。
如果在时刻t3将运行模式调节器31的操控杆32转换到运行位置II中，运行模式调节器31的位置传感器43的触点44也打开。因为由传感器43和47构成的串联电路已通过打开的触点48打开，运行模式调节器31的位置传感器43的状态改变没有其它效果。
还当在时刻t4将所施加的制动安全制动装置19的制动器又通风且将触发杆18转到准备位置B中时，则使串联电路37的运行传感器47的触点48闭合；因为运行模式调节器31然而处于运行(位置II)中，位置传感器43的另一触点44打开，使得短路线路30此外不接地；点火模块27激活，点火部接通。
而如果在时刻t5在制动器通风(安全制动装置在准备位置B中)的情况下将运行模式调节器31移动到起动位置III中，位置传感器43的触点44闭合，使得串联电路37的两个触点44和48又闭合，由此通过将短路线路30与接地点36相连接使点火模块27非激活；点火部关断且发动机运行锁止。控制装置60非激活地联接；发动机关断部激活，发动机运行即锁止。
当在时刻t6安全制动装置19触发时，即才施加制动器且工作工具8制动，安全制动装置19的运行传感器49的开关状态改变，且又打开串联电路37的触点；点火模块27又激活；点火部接通。
例如通过LED 42光学地来显示例如通过非激活的控制装置60(在该实施例中关断的点火部)锁止的发动机运行的状态。如果点火部关断、即发动机运行锁止，那么LED 42总是发光。光学的显示器41因此在从t1至t2和t5至t6的时间段中接通。
在根据图5的实施例中示出有评估单元45，位置传感器43的信号S1和运行传感器47的信号S2输送给其。将短路开关33的信号接通到端口K上用于关断内燃机20。传感器可构造为无接触地工作的传感器。如果存在该条件即运行模式调节器31处于起动位置III中而安全制动装置19处于它的带有松开的制动器的准备状态B中，使开关46闭合且将短路线路30与34相连接。控制装置通过点火模块27的非激活联接、即通过关断点火模块27非激活；在火花塞26处不能构造有点火火花。内燃机20不能被起动、即不开始运行；发动机运行锁止。非激活的控制装置或非激活的点火模块27的状态通过光学显示来显示，其可实施为LED，如在根据图3的实施例中所示。
代替为了锁止发动机运行不激活点火模块27，经由控制装置60也可通过燃料阀55的关断或保持闭合来锁止发动机运行。控制装置60由此也非激活地联接，使得没有可点燃的混合物可流到燃烧室中，由此阻止发动机运行。

Claims (12)

1. 一种在带有内燃机(20)的工作器械中的起动安全电路，其中，所述内燃机(20)包括带有燃烧室(25)的气缸(21)，其带有：用于发动机运行的控制装置(60)，在其中将燃烧空气和燃料输送给所述燃烧室(25)且在其中通过火花塞(26)来点燃存在于所述燃烧室(25)中的燃料/空气混合物；带有用于开动所述内燃机(20)的运行模式调节器(31)，其具有运行位置和用于加浓所述燃料/空气混合物的起动位置；且带有与工作工具(8)相关联的安全制动装置(19)，其中，所述安全制动装置(19)在运行状态中经由制动器制动所述工作工具(8)而在准备状态(B)中在松开制动器的情况下释放所述工作工具(8)；以及带有与所述安全制动装置(19)相关联的、用于所述安全制动装置(19)的运行状态的运行传感器(47)，其特征在于，在所述运行模式调节器(31)处布置有位置传感器(43)，与所述安全制动装置(19)相关联的所述运行传感器(47)的状态信号和与所述运行模式调节器(31)相关联的所述位置传感器(43)的状态信号相互结合成使得当所述运行模式调节器(31)处于起动位置(III)中而所述安全制动装置(19)处于它的带有松开的制动器的准备状态(B)中时所述控制装置(60)那么总是锁止所述发动机运行。
2. 根据权利要求1所述的起动安全电路，其特征在于，所述控制装置(60)包括与所述火花塞(26)相连接的点火模块(27)，其为了锁止所述发动机运行被非激活地联接。
3. 根据权利要求2所述的起动安全电路，其特征在于，所述点火模块(27)通过短路线路(30)与地(34)的连接来非激活地联接。
4. 根据权利要求1所述的起动安全电路，其特征在于，传感器(43，47)联接触点(44，48)。
5. 根据权利要求4所述的起动安全电路，其特征在于，所述传感器(43，47)是开关。
6. 根据权利要求5所述的起动安全电路，其特征在于，所述传感器(43，47)的触点(44，48)形成串联电路(37)，其将所述点火模块(27)的短路线路(30)与地连接。
7. 根据权利要求6所述的起动安全电路，其特征在于，所述串联电路(37)布置为所述点火模块(27)的短路开关(33)的平行支路。
8. 根据权利要求6所述的起动安全电路，其特征在于，所述短路开关(33)和所述串联电路(37)处于共同的接地点(38)处。
9. 根据权利要求1所述的起动安全电路，其特征在于，所述控制装置(60)的状态通过光学显示器(41)来显示。
10. 根据权利要求1所述的起动安全电路，其特征在于，所述位置传感器(43)和/或所述运行传感器(47)由无接触地工作的传感器形成。
11. 根据权利要求10所述的起动安全电路，其特征在于，所述传感器和短路开关的输出信号被输送给逻辑评估电路(45)，其联接用于与地(34)连接的开关(46)。
12. 根据权利要求1所述的起动安全电路，其特征在于，所述控制装置(60)包括燃料阀(55)，其为了锁止所述发动机运行而中断燃料供给。
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