CN112996629A - 具有两个制动级的安全制动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于工具机(10)的安全制动设备(32)，用于制动借助电动马达(20)通过输出单元、尤其是输出轴(26)驱动的加工工具(28)，所述安全制动设备具有至少一个制动设备，所述制动设备设置为用于在制动过程中制动、尤其是停止所述输出单元的旋转。根据本发明，所述制动设备至少具有第一制动级(22)和第二制动级(24)。本发明还涉及一种包括根据本发明的安全制动设备(32)的工具机(10)以及一种用于运行根据本发明的安全制动设备(32)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工具机的安全制动设备。
背景技术
由现有技术、例如由DE 10 2008 054 694 A1已知安全制动设备。
发明内容
本发明从一种用于工具机的安全制动设备出发，所述安全制动设备用于制动借助电动马达经由输出单元、尤其是输出轴驱动的、尤其是旋转驱动的加工工具，所述安全制动设备具有至少一个制动设备，所述制动设备设置为用于在制动过程中制动、尤其是停止所述输出单元的旋转。根据本发明，制动设备至少具有第一制动级和第二制动级。
“安全制动设备”尤其应理解为一种设备，该设备在加工工具对使用者产生危险的状况下借助至少制动设备制动或停止加工工具。尤其，安全制动设备在使用者接近或触碰加工工具时制动加工工具。安全制动设备可以实现为用于在工具机中使用的单独装置或者也可以实现为工具机的控制设备的一部分。在一种实施方式中，安全制动设备还包括计算单元和传感器单元，其中，计算单元与传感器单元的至少一个传感器通信。传感器设置为用于探测对使用者的危险，尤其是探测使用者接近加工工具和/或使用者触碰加工工具。相应地，传感器设备向安全制动设备输出探测信号。安全制动设备的电子装置、尤其是计算单元用于控制制动设备。尤其，安全制动设备的电子装置、尤其是计算单元设置为用于，在探测到使用者接近加工工具之后和/或在探测到使用者与加工工具接触之后，引发、控制和/或调节制动过程。
“设置”尤其应理解为专门配备、设计和/或编程。
“工具机”应理解为原则上任意的工具机，该工具机具有借助电动马达经由输出单元、尤其是输出轴驱动的、可转动地支承的加工工具。尤其，工具机可以是电网运行的或无线的、蓄电池运行的工具机。加工工具尤其也可以实现为工具接收部。加工工具基本上抗扭地与输出单元连接或者能至少在工具机的运行状态中基本上抗扭地与输出单元连接，例如通过工具接收部连接，使得转矩能从输出单元、尤其是输出轴传递给加工工具。“基本上抗扭地”在这里应理解为，加工工具在制动过程中相对于输出单元进行小于15°、尤其小于10°、非常尤其小于5°的相对旋转。“输出单元”尤其理解为一种设备，该设备设置为用于将转矩传递给输出轴。例如，输出单元可以构造为传动级。转矩由电动马达、尤其是无刷直流电动马达(“brushless DC motor”(BLDC马达)或者“电子换向马达”(EC马达))产生，或者替代地由AC马达(通用马达)产生。在使用EC马达的情况下，可以在没有中间连接传动装置或者联轴器的情况下实现输出单元、尤其输出轴的直接驱动。这样可以有利地省去传动装置的部件或联轴器的部件，使得可以实现更紧凑、更轻和更有利的工具机。此外，可以有利地减少驱动单元和/或输出单元的在制动过程期间要制动的旋转质量和/或旋转能量，并且由此实现直至加工工具被带到静止状态的时间特别短。应注意，这种电动马达对于本领域技术人员来说是已知的。输出单元、尤其是输出轴使得能够通过至少输出轴围绕其纵轴线的转动实现加工工具的旋转。这种工具机的示例尤其包括钻机、马达式长柄镰刀、割草机、圆锯、台式圆锯、摆式锯、斜切锯或者其它对于本领域技术人员来说显得有意义的工具机。在一种实施方式中，工具机可以实现为手持式工具机，例如实现为无线的蓄电池运行的手持式圆锯或诸如此类。在一种实施例中，工具机可以实现为手持式圆锯，该手持式圆锯具有借助电动马达经由输出轴驱动的、构造为圆锯片的加工工具并且具有传感器板，该传感器板感测使用者接近圆锯片以及使用者的身体部分与加工工具的接触。
“制动设备”应理解为一种设备，该设备设置为用于在探测到使用者接近或触碰加工工具的情况下使加工工具的旋转制动或停止。“制动”尤其应理解为加工工具的转动速度或旋转速度的降低。“停止”尤其应理解为，加工工具至少如此强烈地制动，使得余留的旋转频率小于0.5赫兹，优选小于0.1赫兹。优选地，“停止”表示达到加工工具的关于其旋转运动的静止状态。在此，静止状态表示输出轴的转动速度第一次达到零点，而与接下来是否还出现驱动轴-例如由于材料松弛效应-的(轻微的)旋转无关。
制动设备实现为至少两级式制动设备。因此，制动设备至少具有第一制动级和第二制动级。“制动级”尤其应理解为实现一种安全设备，该安全设备使表征制动级的制动作用能施加到输出单元、尤其是输出轴上。尤其，“制动级”可以理解为安全制动设备的运行模式或制动模式。在一种实施方式中，第一制动级和第二制动级在制动过程中能施加的或已施加的制动作用方面是不同的。因此，例如在一种实施方式中，第一制动级可以实现为具有较弱的制动作用，而第二制动级可以实现为具有较强的制动作用。
在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备设置为用于，一旦由传感器设备识别或探测到使用者接近加工工具，就在制动过程中应用第一制动级。在这种情况下，输出单元的旋转基本上借助或应用制动设备的第一制动级被制动、尤其是停止。“基本上”在此应理解为，借助或应用第一制动级能产生或产生作用到输出单元上的总制动作用的至少60％、尤其至少80％、非常尤其100％。此外，在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备设置为用于，一旦通过传感器设备识别或探测到使用者进一步接近加工工具，或者尤其探测到使用者的身体部分触碰加工工具，就在制动过程中应用第二制动级。在这种情况下，输出单元的旋转基本上借助或应用制动设备的第二制动级被制动、尤其是停止。“基本上”在此应理解为，作用到输出单元上的总制动作用借助或应用第二制动级可产生或被产生至少60％、尤其至少80％、非常尤其100％。因此，根据本发明可以实现一种两级式制动设备，在该两级式制动设备中，一旦探测到使用者接近加工工具，第一制动级就已经负责使加工工具制动并且因此负责使旋转能量减少。如果使用者以身体部分还更紧密地碰加工工具或甚至触碰该加工工具，则进行制动过程(紧急制动过程)，在该制动过程中第二制动级负责使旋转的加工工具特别快速地制动。直至使用者的身体部分进一步接近或者甚至触碰加工工具，初始旋转能量的一部分已经通过在上游连接的第一制动级被消除。因此，可减少所余留的少量旋转能量直至加工工具的静止状态，使得可以实现更快速且更安全的制动过程。此外，尤其在将第二制动级实现为机械制动级的情况下，可以实现制动级的机械部件的低负荷。因此，第二制动级变得更耐用和/或可以更简单且更紧凑地实施。还可以考虑，在制动过程中不需要-因为使用者未进一步接近加工工具-并且因此不使用第二制动级。在这种情况下，尤其在将第二制动级实现为机械制动级的情况下，工具机可以更简单地再次投入运行，因为例如尤其不需要复位、张紧或者更换机械部件、尤其促动器元件。在一个实施例中，用于探测对使用者的危险、尤其是用于探测使用者接近加工工具和/或使用者触碰加工工具的传感器可以实现为(例如借助交变场)电容式进行测量的传感器。在手持式圆锯中，例如可以在锯片(加工工具)旁边与锯片间隔开地布置有传感器板，其中，传感器板设置为用于区分人体皮肤接近锯片和人体皮肤与锯片的触碰并且用于输出相应的探测信号。尤其，传感器板具有与锯片的小间距(1至10毫米、尤其1.5至3毫米、但优选2毫米)并且相对于手持式圆锯的壳体电绝缘。传感器板与手持式圆锯的电子装置电连接，其中，电子装置设置为用于，对探测到人体皮肤接近锯片和探测到人体皮肤与锯片触碰作出反应，在使用第一制动级或第二制动级的情况下引发制动过程。“进一步接近”尤其应理解为，使用者的靠近加工工具的身体部分与加工工具之间的间距减小。
在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第一制动级构造为电子制动级。“电子制动级”尤其应理解为，借助安全制动设备的电子部件可产生或产生制动作用。在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第一制动级借助电动马达的反向控制实现。“反向控制”尤其应理解为电动马达的在逆电极(Gegenpolung)下运行或替代地理解为电动马达的绕组短路。这样，借助电动马达的电子装置可以制动该电动马达。有利地，第一制动级使用已经设置在工具机中的装置、例如电动马达以产生制动作用。这样可以实现能特别简单且低成本地实现的并且在其结构方面特别紧凑的第一制动级。
在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第一制动级设置为用于在制动过程中使输出单元的旋转至少在1000毫秒以内停止，尤其是至少在500毫秒以内停止，非常尤其是至少在200毫秒以内停止。这样可以确保，在使用者进一步接近旋转的加工工具的情况下，在使用者触碰加工工具之前相应地快速地将该加工工具带到静止状态。“停止”尤其应理解为，至少如此强烈地使加工工具制动，使得余留的旋转频率小于0.5赫兹、优选小于0.1赫兹。优选地，“停止”表示达到加工工具的关于其旋转运动的静止状态。在此，“静止状态”表示输出轴的转动速度第一次达到零点，而与接下来是否还出现驱动轴-例如由于材料松弛效应-的(轻微的)旋转无关。
在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第二制动级构造为电子制动级。在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第二制动级也借助电动马达的反向控制来实现。
在安全制动设备的一种替代实施方式中，制动设备的第二制动级构造为具有至少一个机械制动元件的机械制动级。在此，制动作用通过机械地延迟或阻止输出单元、尤其是输出轴的旋转来实现。这样，可以有利地避免例如为了在基于电动马达的反向控制使用第二制动级的情况下产生短制动时间会需要的高电流。这种高电流可能导致电子装置的和/或电动马达的损坏，这种损坏可能引起电动马达的更换。因此，借助将第二制动级实现为机械制动级可以有利地提高工具的使用寿命。在一种实施例中，机械制动级例如可以通过两件式的制动设备实现，其中，第一制动设备部分和第二制动设备部分构造为至少两件式爪式联轴器(或者与此等同的：爪式制动器)的互补的组成部分，其中，第一制动设备部分和第二制动设备部分分别具有至少一个齿部元件，所述齿部元件设置为用于在制动过程中相互嵌合并且这样制动、尤其是停止输出单元的旋转。在此，第一制动设备部分构成第一爪式联轴器部分，并且第二制动设备部分在此构成第二爪式联轴器部分。在此，“两件式爪式联轴器”应理解为一种联轴器，该联轴器通过形状锁合的耦接起作用，其方式是，使两个制动设备部分上的齿部元件相互嵌合，并且因此使得能够由于两个制动设备部分相互间的相对运动、尤其是由于两个制动设备部分在旋转方向上的相互间的相对运动而实现力矩传递。通过借助爪式联轴器来实现安全制动设备，可以使用形状锁合的连接，以便以特别快速且安全的方式实施制动过程(紧急制动过程)。在一种实施方式中，第一制动设备部分基本上抗扭地布置在输出单元上、尤其是输出轴上。第二制动设备部分设置为用于基本上抗扭地与工具机的其它组成部分、尤其是例如壳体、传动装置壳体、马达壳体或工具机的其它结构连接，并且因此至少基本上关于工具机抗扭地布置。在一种实施方式中，第二制动设备部分可以设置为用于基本上不可运动地与工具机的其它组成部分连接并且因此不仅关于工具机基本上抗扭地布置。在一个实施例中，第二制动设备部分实施为相对于工具机的马达壳体基本上不可运动。这样，尤其可以禁止第二制动设备部分关于工具机并且也关于输出单元、尤其是关于输出轴的自由旋转，并且因此禁止关于与输出单元基本上抗扭地连接的第一制动设备部分的自由旋转。“基本上抗扭”应理解为，相应的制动设备部分基本上不能在输出单元、尤其是输出轴的周向方向上移动(可旋转)，或者该制动设备部分滑动地支承。“第一制动设备部分基本上抗扭地布置在输出单元上”应理解为，第一制动设备部分随着输出单元、尤其是输出轴的转动运动一起转动地与输出单元、尤其是输出轴连接，其中，通过“基本上”应允许输出单元、尤其是输出轴与第一制动设备部分相互间的最大相对运动，该最大相对运动小于15°、尤其是小于10°、非常尤其是小于5°。在一个实施例中，第一制动设备部分的最大允许相对运动为12.5°。尤其，该相对运动仅在将非常大的转矩施加到第一制动设备部分上时才出现，如在突然的制动过程中可能出现的那样。“第二制动设备部分基本上抗扭地布置、尤其是关于工具机基本上抗扭地布置”应理解为，应允许工具机的紧固有第二制动设备部分的组成部分与第二制动设备部分相互间的最大相对运动，该最大相对运动小于30°、尤其是小于10°、非常尤其是小于5°。在一个实施例中，第二制动设备部分的最大允许相对运动为15°。“齿部元件”应理解为不但第一制动设备部分的而且第二制动设备部分的由结构决定的凸起，这些凸起设置为用于相互嵌合。在此，一个制动设备部分的齿部元件同时构成接收另一制动设备部分的齿部元件的缺口，使得在制动设备部分相互作用时，凸起(齿部元件)和缺口(在相邻的齿部元件之间的凹陷)形成彼此互补地布置的对。齿部元件在制动过程的情况下这样相互啮合，使得通过在基本上抗扭地布置在输出单元上的(随同旋转的)第一制动设备部分与相对于输出单元至少基本上抗扭地布置在工具机上的第二制动设备部分之间的力矩传递能产生如下力矩传递，该力矩传递抵抗第一制动设备部分的旋转运动并且这样来制动、尤其是停止或阻止输出单元、尤其输出轴的旋转。在一种实施方式中，齿部元件等距地且尤其这样设置在相应的制动设备部分上，使得所述齿部元件关于输出单元、尤其输出轴的转动轴线相对于该输出单元、尤其该输出轴旋转对称地布置。
借助机械制动级能够实现具有特别短的制动时间的特别可靠的制动过程。在安全制动设备的一种实施方式中，制动设备的第二制动级设置为用于在制动过程中使输出单元的旋转至少在50毫秒以内停止，尤其是至少在20毫秒以内停止，非常尤其是至少在5毫秒以内停止。“停止”尤其应理解为，至少如此强烈地制动加工工具，使得余留的旋转频率为小于0.5赫兹，优选小于0.1赫兹。优选地，“停止”表示达到加工工具关于其旋转运动的静止状态。在此，静止状态表示输出轴的转动速度第一次达到零点，而与接下来是否还出现驱动轴-例如由于材料松弛效应)的(轻微的)旋转无关。
此外，本发明涉及一种工具机、尤其是手持式工具机、尤其是具有构造为圆锯片的加工工具的手持式圆锯，该工具机包括根据本发明的安全制动设备。以这种方式，为了制动加工工具的运动、尤其是旋转，实现在触发制动过程直至加工工具停止之间所求取的特别短的制动时间。因此，可以明显提高工具机的使用者的安全性。尤其是可以实现与状况、尤其是与受伤风险相适配的自适应制动过程，从而可以省去始终剧烈的制动。这样，安全制动设备的部件可以更简单和更紧凑地实现并且还可以更长时间地使用，因为降低了实施制动过程期间的负荷。
在工具机的一个实施例中，该工具机还具有传感器板，传感器板探测使用者接近或触碰加工工具，尤其探测人皮肤与加工工具的接触。在探测到使用者接近或触碰加工工具之后，工具机的电子装置引发对促动器元件的触发，该促动器元件然后触发制动过程。在此，促动器元件主动地使第一制动设备部分运动，以便在制动过程中使两个制动设备部分彼此啮合并且这样制动、尤其是停止输出单元的、尤其输出轴的旋转。同时，促动器元件通过第一制动设备部分的运动引起输出单元与驱动单元的脱耦。
此外，本发明涉及一种用于运行如前所述的根据本发明的安全制动设备的方法，所述安全制动设备具有至少一个制动设备，所述制动设备设置为用于在制动过程中制动、尤其是停止输出单元的旋转，其中，制动设备至少具有第一制动级和第二制动级。根据本发明，在第一方法步骤中，在识别到使用者接近加工工具时，至少基本上借助制动设备的第一制动级来制动、尤其是停止输出单元的旋转，并且在第二方法步骤中，尤其在识别到加工工具被使用者进一步接近时或者在识别到使用者进一步接近加工工具时，尤其在使用者触碰加工工具时，至少基本上借助制动设备的第二制动级制动、尤其是停止输出单元的旋转。
附图说明
在下面的描述中借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明。附图、说明书和权利要求包含大量组合的特征。本领域技术人员也可以符合目的地单独考虑这些特征并且总结出有意义的其它组合。附图中相同的附图标记表示相同的元件。
附图示出：
图1：以立体图示出根据本发明的工具机，
图2：以示意图示出工具机的部分连同根据本发明的安全设备和制动设备的截面图，
图3：示例性的制动过程的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实现为手持式圆锯10a的工具机10。应指出，所述实施方式不应理解为限于手持式圆锯10a，而是所述实施方案所基于的技术教导原则上也可转用到任意其它对于本领域技术人员来说显得有意义的工具机上，尤其是例如钻孔机、割草机、马达式长柄镰刀或类似物。
手持式圆锯10a包括第一壳体和第二壳体14，该第一壳体构造为马达壳体12。手持式圆锯10a具有手柄16和用于引导手持式圆锯10a的基板18。手持式圆锯10a为了其能量供给而具有(在这里未详细示出的)蓄电池。在手持式圆锯10a的一种替代的或附加的实施方式中，也可以设置手持式圆锯10a的依赖于电网的运行。
马达壳体12包围内腔，在该内腔中布置有至少一个无刷电动马达20。如图2中所示，马达20经由输出轴26在工作过程中转动地驱动加工工具28(参见图1)，该输出轴是输出单元的一部分。在此，加工工具28构造为锯片，尤其是圆锯片。锯片遮盖部30防止触碰加工工具28并且防止被加工工具28甩出工件的工件碎屑(参见图1)。
安全制动设备32设置为用于一旦借助手持式圆锯10a的传感器34探测到人体部分、例如手的接近，就制动加工工具28。在该实施例中，传感器34通过电容式测量的传感器实现。传感器34使得能够基于电容式测量(例如借助交变场)对靠近加工工具28的身体部分进行探测，其中，作为探测的结果产生探测信号并且将该探测信号输出给手持式圆锯10a的控制设备(图2中在传感器34与电子装置102之间的线缆连接)。这种传感器对于本领域技术人员来说是已知的。
安全制动设备32至少具有第一制动级22和第二制动级24。第一制动级22和第二制动级24在制动过程中可施加的制动作用方面不同地构型。安全制动设备32的第一制动级22构造为电子制动级22，其方式是，在制动过程期间，无刷电动马达20能借助反向控制来运行，使得该无刷电动马达起到马达制动器的作用。在这种情况下，电动马达20将与输出轴26的旋转-以及与马达轴的自转-相反地指向的力施加到输出轴26上并且因此使该输出轴制动。在此，这样实现的第一制动级22原则上设置为用于在制动过程中使输出轴26的旋转至少在200毫秒以内停止。
第二制动级24构造为具有至少一个机械制动元件的机械制动级24。如所示出的那样，第二制动级24构造为至少两件式爪式联轴器，该爪式联轴器具有第一爪式联轴器部分44(第一制动设备部分)和第二爪式联轴器部分46(第二制动设备部分)，其中，第一爪式联轴器部分44基本上抗扭且可轴向运动地布置在输出轴26上。第二爪式联轴器部分46关于工具机、也就是关于马达壳体12基本上抗扭地、尤其基本上不可运动地布置。第一爪式联轴器部分44和第二爪式联轴器部分46分别具有多于一个齿部元件48，所述齿部元件设置为用于在制动过程中相互啮合(在此未详细示出)并且这样制动、尤其是停止输出轴26的旋转。在借助第二制动级24的制动过程中，第一爪式联轴器部分44朝第二爪式联轴器部分46的方向轴向地沿着输出轴26运动(在方向100上)。通过第一爪式联轴器部分44向第二爪式联轴器部分46的轴向运动，实施第一爪式联轴器部分44与第二爪式联轴器部分46的耦接，也就是使联轴器闭合。因此，第一爪式联轴器部分44的齿部元件与第二爪式联轴器部分46的齿部元件48彼此啮合并且形成形状锁合。基于这种形状锁合，与输出轴26的旋转相反指向的转矩作用在第一爪式联轴器部分44与第二爪式联轴器部分46之间。因此，输出轴26的旋转和第一爪式联轴器部分44的旋转被制动，尤其被停止或闭锁。
在图2的实施例中，第一爪式联轴器部分44借助促动器元件36轴向地、即在方向100上运动。促动器元件36在此构造为往复单元，该往复单元被流经往复单元的电流触发而实施杠杆运动，其中，第一爪式联轴器部分44在轴向方向100上运动。杠杆运动在少于5毫秒、尤其少于1.5毫秒的时间内发生。
在此，第二制动级24原则上设置为用于在制动过程中使输出轴26的旋转在2毫秒内停止。
在一个替代的实施例中，第二制动级24也可以构造为电子制动级24，例如类似于第一制动级22地构造(参见上文)。
在图3中示出了流程图，该流程图说明了在使用根据本发明的用于运行安全制动设备32的方法的情况下的制动过程200的示例性过程。在工具机10、尤其是手持式圆锯10a运行期间，加工工具在初始状况202中转动。在方法步骤204中，借助传感器设备的传感器34探测到使用者接近加工工具28。接着，在方法步骤206中激活制动过程之后，在方法步骤208中至少基本上借助第一制动级22制动、尤其是停止输出单元的、尤其是输出轴26的旋转。在方法步骤210中，传感器34探测到使用者进一步接近加工工具28，尤其是借助传感器34探测到使用者触碰加工工具28。接着，在方法步骤212中进行询问：加工工具是否已经静止。如果是这种情况，则经由箭头214结束制动过程，加工工具28处于220中的最终状态中。相反，如果识别到加工工具28旋转，则在方法步骤216中引发制动过程之后，在方法步骤218中至少基本上借助第二制动级24来制动、尤其是停止输出单元的、尤其是输出轴26的旋转。现在借助第二制动级进行的该紧急制动过程引起加工工具停止在最终状态220中。
Claims (11)
1.一种用于工具机(10)的安全制动设备(32)，用于制动借助电动马达(20)经由输出单元、尤其是输出轴(26)驱动的加工工具(28)，所述安全制动设备具有至少一个制动设备，所述制动设备设置为用于在制动过程中制动、尤其是停止所述输出单元的旋转，其特征在于，所述制动设备至少具有第一制动级(22)和第二制动级(24)。
2.根据权利要求1所述的安全制动设备(32)，其特征在于，在制动过程中能施加的制动作用方面，所述第一制动级(22)和所述第二制动级(24)是不同的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第一制动级(22)构造为电子制动级。
4.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第一制动级(22)借助电动马达的反向控制来实现。
5.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第一制动级(22)设置为用于，在制动过程中使所述输出单元的旋转至少在1000毫秒以内停止、尤其是至少在500毫秒以内停止、非常尤其是至少在200毫秒以内停止。
6.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第二制动级(24)构造为电子制动级。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第二制动级(24)构造为具有至少一个机械制动元件的机械制动级。
8.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备的第二制动级(24)设置为用于，在制动过程中使所述输出单元的旋转至少在50毫秒以内停止、尤其是至少在20毫秒以内停止、非常尤其是至少在5毫秒以内停止。
9.根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)，其特征在于，所述制动设备设置为用于，在制动过程中，如果探测到使用者接近所述加工工具(28)，则首先应用所述第一制动级(22)，并且如果探测到所述使用者进一步接近所述加工工具(28)或者所述使用者的身体部分触碰所述加工工具(28)，则应用所述第二制动级(24)。
10.一种工具机(10)，尤其是手持式工具机(10a)，所述工具机具有根据前述权利要求中任一项所述的安全制动设备(32)。
11.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的安全制动设备(32)的方法，所述安全制动设备具有至少一个制动设备，所述制动设备设置为用于在制动过程中制动、尤其是停止输出单元的旋转，其中，所述制动设备至少具有第一制动级(22)和第二制动级(24)，其特征在于，在第一方法步骤中，在识别到使用者接近加工工具(28)时至少基本上借助所述制动设备的第一制动级(22)制动、尤其是停止所述输出单元的旋转，并且在第二方法步骤中，尤其在识别到所述使用者进一步接近所述加工工具(28)时、尤其在所述使用者触碰所述加工工具(28)时，至少基本上借助所述制动设备的第二制动级(24)制动、尤其是停止所述输出单元的旋转。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU5847496A (en) * | 1995-05-24 | 1996-12-11 | New Zealand Logging Industry Research Association Incorporated, The | Improvements in safety equipment for motor driven saws |
| DE19809939A1 (de) * | 1998-03-07 | 1999-09-09 | Fein C & E | Gebremstes Elektrowerkzeug |
| WO2001026064A2 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Sd3, Llc | Safety systems for power equipment |
| CN101801578A (zh) * | 2007-09-20 | 2010-08-11 | 罗伯特.博世有限公司 | 机床 |
| EP2397271A2 (de) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | HILTI Aktiengesellschaft | Eintreibvorrichtung |
| CN106457540A (zh) * | 2014-01-27 | 2017-02-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 工具机装置 |
| CN113492351A (zh) * | 2020-03-18 | 2021-10-12 | 株式会社牧田 | 石工用便携式切割机 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE225486T1 (de) * | 1995-09-25 | 2002-10-15 | Jorn Sorensen | Verfahren und vorrichtung zur erfassung der distanz zwischen einem ersten objekt und einem zweiten objekt |
| US7055417B1 (en) * | 1999-10-01 | 2006-06-06 | Sd3, Llc | Safety system for power equipment |
| US20060101960A1 (en) * | 2003-03-10 | 2006-05-18 | Smith Matthew A | Optical proximity device for power tools |
| DE10317636A1 (de) * | 2003-04-17 | 2004-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Bremseinrichtung für einen Elektromotor |
| JP2005088248A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Makita Corp | 動力工具 |
| DE102008054694A1 (de) | 2008-12-16 | 2010-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Werkzeugnotbremsvorrichtung |
| US9062827B2 (en) * | 2012-09-28 | 2015-06-23 | Robert Bosch Gmbh | Proximity based thermal profiling for a power tool |
| US9381664B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Rotating saw with balanced dynamic braking |
| TWI730281B (zh) * | 2018-01-03 | 2021-06-11 | 美商米沃奇電子工具公司 | 電動工具中之電子制動技術 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU5847496A (en) * | 1995-05-24 | 1996-12-11 | New Zealand Logging Industry Research Association Incorporated, The | Improvements in safety equipment for motor driven saws |
| DE19809939A1 (de) * | 1998-03-07 | 1999-09-09 | Fein C & E | Gebremstes Elektrowerkzeug |
| WO2001026064A2 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-12 | Sd3, Llc | Safety systems for power equipment |
| CN101801578A (zh) * | 2007-09-20 | 2010-08-11 | 罗伯特.博世有限公司 | 机床 |
| EP2397271A2 (de) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | HILTI Aktiengesellschaft | Eintreibvorrichtung |
| CN106457540A (zh) * | 2014-01-27 | 2017-02-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 工具机装置 |
| CN113492351A (zh) * | 2020-03-18 | 2021-10-12 | 株式会社牧田 | 石工用便携式切割机 |
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| WO2018153327A1 (zh) | 适用于电机的控制电路和电动工具 |
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