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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Lehre betrifft eine Arbeitsmaschine mit einer Bedienstange. Bekannte Arbeitsmaschinen dieser Art beinhalten beispielsweise einen Schneider (auch bekannt als „Gestrüppschneider„), einen stangenförmigen Heckentrimmer, eine stangenförmige Säge oder einen stangenförmigen Trimmer.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2011-45345 (
JP2011-45345A ) offenbart einen herkömmlichen Gestrüppschneider. Versehen ist dieser Gestrüppschneider mit einer Bedienstange, einer vorderen Einheit, die an einem vorderen Ende der Bedienstange angeordnet und an der eine Schneide angebracht ist, und einer rückwärtigen Einheit, die an einem rückwärtigen Ende der Bedienstange angeordnet und an der eine Batterie angebracht ist. Versehen ist der Gestrüppschneider zudem mit einem bürstenlosen Motor, der die Schneide antreibt, und einer Motorsteuerung bzw. Regelung, die elektrisch mit dem bürstenlosen Motor verbunden ist. Die Motorsteuerung bzw. Regelung stellt die Richtung des in den Spulen des bürstenlosen Motors fließenden Stromes entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors um.
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Die Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung mit der Nummer
WO 2013/062457 A1 offenbart ebenfalls einen Gestrüppschneider versehen mit einer Bedienstange, wobei am vorderen Ende der Bedienstange ein Motor mit einem Werkzeug angeordnet ist, und am hinteren Ende der Bedienstange eine Batterie und eine Motorsteuerung zum Antreiben des Motors angeordnet ist.
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Zusammenfassung
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Bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Gestrüppschneider sind sowohl der bürstenlose Motor wie auch die Motorsteuerung bzw. Regelung in der vorderen Einheit angeordnet. Bei einem Aufbau dieser Art werden Größe und Gewicht der vorderen Einheit groß, und es wirdder Umgang mit dem Gestrüppschneider schwierig.
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Die vorliegende Lehre geht das vorbeschriebene Problem durch Anordnen des bürstenlosen Motors in der vorderen Einheit und Anordnen der Motorsteuerung bzw. Regelung in der rückwärtigen Einheit an. Durch Anordnen von einem von dem bürstenlosen Motor oder der Motorsteuerung bzw. Regelung in der vorderen Einheit und Anordnen des anderen in der rückwärtigen Einheit kann die vordere Einheit derart ausgestaltet werden, dass ihre Größe und ihr Gewicht verringert sind, während vermieden wird, dass Größe und Gewicht der rückwärtigen Einheit zunehmen.
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Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann eine Arbeitsmaschine beinhalten: eine Bedienstange, eine vordere Einheit, die an einem vorderen Ende der Bedienstange angeordnet und dafür ausgelegt ist, ein Werkzeug anzubringen, eine rückwärtige Einheit, die an einem rückwärtigen Ende der Bedienstange angeordnet und dafür ausgelegt ist, eine Batterie anzuordnen, einen bürstenlosen Motor, der in der vorderen Einheit angeordnet und dafür ausgelegt ist, das Werkzeug anzutreiben, eine Motorsteuerung bzw. Regelung, die in der rückwärtigen Einheit angeordnet und elektrisch mit der Batterie gekoppelt ist, und eine Mehrzahl von Motorversorgungsleitungen, die entlang der Bedienstange angeordnet und dafür ausgelegt sind, elektrisch die Motorsteuerung bzw. Regelung mit dem bürstenlosen Motor zu koppeln.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine externe Ansicht eines Gestrüppschneiders entsprechend einem Ausführungsbeispiel 1.
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2 ist eine schematische Ansicht eines Aufbaus des Gestrüppschneiders entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1.
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3 zeigt eine Richtung eines in jeweiligen Spulen (Motorversorgungsleitungen) eines bürstenlosen Motors fließenden Stromes.
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4 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Gestrüppschneiders entsprechend einem Ausführungsbeispiel 2.
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Detailbeschreibung
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre kann die Motorsteuerung bzw. Regelung vorzugsweise dafür ausgestaltet sein, die Richtung eines in jeder aus der Mehrzahl von Motorversorgungsleitungen fließenden elektrischen Stromes entsprechend einer Drehposition des bürstenlosen Motors umzustellen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre kann die Motorsteuerung bzw. Regelung vorzugsweise dafür ausgelegt sein, jede aus der Mehrzahl von Motorversorgungsleitungen mit entweder einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode der Batterie entsprechend einer Drehposition des bürstenlosen Motors zu verbinden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre kann eine Motorsteuerung bzw. Regelung vorzugsweise eine Mehrzahl von Umstellelementen aufweisen und ist dafür ausgelegt, selektiv jedes aus der Mehrzahl von Umstellelementen entsprechend einer Drehposition eines bürstenlosen Motors ein- und auszuschalten.
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel kann jedes der Umstellelemente, jedoch nicht hierauf beschränkt, ein Feldeffekttransistor (beispielsweise ein MOSFET), ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (beispielsweise ein IGBT) oder eine andere Art von Transistor sein. In diesem Fall kann jeder der Transistoren vorzugsweise einen niedrigeren Ein-Widerstand aufweisen. Entsprechend ist die von dem Transistor erzeugte Wärmemenge begrenzt, und es kann die Überhitzung einer Motorsteuerung bzw. Regelung verhindert werden. Man hat beispielsweise bestätigt, dass dann, wenn ein Einwiderstand des Transistors kleiner oder gleich 5 mΩ ist, eine Temperatur der Motorsteuerung bzw. Regelung auf praxistauglichem Niveau gehalten werden kann.
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Zusätzlich zu der Alternative kann der Transistor vorzugsweise einen niedrigeren Gate-Widerstand aufweisen. Der Transistor erzeugt eine große Wärmemenge, wenn er in einem Zwischenzustand zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand ist. In dieser Hinsicht kann, wenn der Gate-Widerstand des Transistors niedrig ist, der Transistor innerhalb kurzer Zeit von aus nach ein umstellen. Infolgedessen wird die von dem Transistor erzeugte Wärmemenge verringert. Man hat beispielsweise bestätigt, dass dann, wenn der Gate-Widerstand des Transistors kleiner oder gleich 1000 mΩ ist, die Temperatur der Motorsteuerung bzw. Regelung auf praxistauglichem Niveau gehalten werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre beinhaltet eine Arbeitsmaschine wünschenswerterweise eine Mehrzahl von Sensoren, die in einer vorderen Einheit angeordnet und dafür ausgelegt sind, Signale entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors auszugeben, und eine Mehrzahl von Signalleitungen, die entlang einer Bedienstange angeordnet und dafür ausgelegt sind, jeweils die von der Mehrzahl von Sensoren ausgegebenen Signale an die Motorsteuerung bzw. Regelung zu übertragen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre kann die Arbeitsmaschine mit der Bedienstange, jedoch nicht hierauf beschränkt, eines von einem Schneider (Gestrüppschneider), einem stangenartigen Heckentrimmer (pole hedge trimmer), einer stangenartigen Säge (pole saw) oder einem stangenartigen Trimmer (pole trimmer) sein.
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Repräsentative nichtbeschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr detaillierter anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Die Detailbeschreibung dient lediglich dazu, einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet weitere Details zur Umsetzung von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehre zu vermitteln, und soll den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Darüber hinaus kann jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren der nachstehenden Offenbarung separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren eingesetzt werden, um verbesserte Arbeitsmaschinen mit einer Bedienstange sowie Verfahren zur Verwendung und Herstellung derselben bereitzustellen.
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Darüber hinaus sind Kombinationen von Merkmalen und Schritten der Offenbarung in der nachfolgenden Detailbeschreibung gegebenenfalls nicht notwendig, um die Erfindung im allgemeinsten Sinne zu verwirklichen, und werden stattdessen lediglich zur speziellen Beschreibung repräsentativer Beispiele der Erfindung verwendet. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der vorbeschriebenen und nachbeschriebenen repräsentativen Beispiele wie auch die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche alle auf Arten kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgeführt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehre bereitzustellen.
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Sämtliche in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale sollen als getrennt und unabhängig voneinander im Sinne einer ursprünglich niedergelegten Offenbarung wie auch im Sinne einer Beschränkung des beanspruchten Gegenstandes offenbart sein, und zwar unabhängig von den Kombinationen der Merkmale in den Ausführungsbeispielen und/oder Ansprüchen. Darüber hinaus sollen sämtliche Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Entitäten jedweden möglichen Zwischenwert oder jedwede mögliche Zwischenentität im Sinne einer ursprünglich niedergelegten Offenbarung wie auch im Sinne einer Beschränkung des beanspruchten Gegenstandes offenbaren.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Ein Gestrüppschneider 10 entsprechend einem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. 1 zeigt das äußere Erscheinungsbild eines Gestrüppschneiders 10. Der Gestrüppschneider 10 ist ein elektrisch betriebenes Werkzeug, das für Buschschneidearbeiten verwendet wird. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Gestrüppschneider 10 mit einer Bedienstange 30, einer vorderen Einheit 20, die an einem vorderen Ende 30a der Bedienstange 30 angeordnet ist, und einer rückwärtigen Einheit 40, die an einem rückwärtigen Ende 30b der Bedienstange 30 angeordnet ist, versehen. Die Bedienstange 30 ist ein Hohlrohrelement, das sich in gerader Linie von dem vorderen Ende 30a zu dem rückwärtigen Ende 30b erstreckt.
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Die vordere Einheit 20 ist derart aufgebaut, dass eine Schneide 12 daran angebracht und davon gelöst werden kann. Die Schneide 12 ist ein Werkzeug für einen Gestrüppschneider 10. Die Schneide 12 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine kreisförmige Schneide mit einer Mehrzahl von Zähnen an ihrem Umfangsrand und besteht aus einem Metallmaterial. Gleichwohl ist man bei der Schneide 10 nicht auf einen Aufbau dieser Art beschränkt, sondern kann auch beispielsweise eine Nylonkette oder eine Kette (cord) aus anderem Material verwenden. Eine Schneideabdeckung 26 ist in der Umgebung der vorderen Einheit 20 angeordnet. Die Schneideabdeckung 26 ist an der Bedienstange 30 fixiert und bedeckt einen Abschnitt der Schneide 12.
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Die rückwärtige Einheit 40 ist derart aufgebaut, dass ein Batteriepack 44 daran angebracht und davon gelöst werden kann. Der Batteriepack 44 ist die Versorgungsquelle für den Gestrüppschneider 10. Der Batteriepack 44 beinhaltet eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Batteriezellen. Der Batteriepack 44 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist beispielsweise zehn Lithium-Ionen-Batteriezellen auf, die miteinander in Reihe verbunden sind, und verfügt über eine Nominalspannung von 36 V. Ein Geschwindigkeitswähler 48 ist in der rückwärtigen Einheit 40 vorgesehen. Der Geschwindigkeitswähler 48 ist ein Betätigungselement, das vom Anwender betätigt wird, um die Drehgeschwindigkeit der Schneide 12 anzupassen. Der Geschwindigkeitswähler 48 ist an einer oberen Oberfläche der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet, damit er von dem Anwender leicht bedient werden kann. Der Geschwindigkeitswähler 48 ist ein Beispiel für ein Betätigungselement zum Anpassen der Geschwindigkeit und kann ebenfalls ein Betätigungselement entsprechend einer anderen Art sein.
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Ein Griff 32, der von dem Anwender ergriffen werden soll, ist an der Bedienstange 30 vorgesehen. Der Griff 32 verfügt im Allgemeinen über eine U-Forum, wobei der mittlere Abschnitt hiervon an der Bedienstange 30 fixiert ist. Ein rechter Griff 32a ist an einem Ende des Griffes 32 vorgesehen, während ein linker Griff 32b am anderen Ende des Griffes 32 vorgesehen ist. Üblicherweise ist der Anwender in der Lage, den Gestrüppschneider 10 durch Ergreifen des rechten Griffes 32a mit der rechten Hand und Ergreifen des linken Griffes 32b mit der linken Hand zu verwenden. In diesem Fall ist die vordere Einheit 20 vor dem Anwender angeordnet, während die rückwärtige Einheit 40 hinter dem Anwender angeordnet ist.
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Ein Auslöser 34 und ein Richtungsauswähler 36 sind an dem rechten Griff 32a vorgesehen. Der Auslöser 34 und der Richtungsauswähler 36 sind elektrisch mit der rückwärtigen Einheit 40 durch elektrische Kabel 38 verbunden. Der Auslöser 34 ist ein Betätigungselement, das von dem Anwender betätigt wird, um die Schneide 12 zu betätigen und anzuhalten. Zieht der Anwender den Auslöser 34, so arbeitet die Schneide 12, wohingegen dann, wenn der Anwender den Auslöser 34 zurückstellt, die Schneide anhält. Der Auslöser 34 ist ein Beispiel für ein Betätigungselement zum Bedienen und Anhalten der Schneide 12. Es ebenfalls möglich, eine andere Art von Betätigungselement einzusetzen.
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Der Richtungsauswähler 36 ist ein Betätigungselement, das von dem Anwender betätigt wird, um die Drehrichtung der Schneide 12 umzustellen. Ein Beispiel für den Richtungsauswähler 36 ist ein Kipphebelschalter. Drückt der Anwender eine Seite des Richtungsauswählers 36, so wird die Drehrichtung der Schneide 12 auf die Vorwärtsrichtung eingestellt, wohingegen dann, wenn der Anwender die andere Seite des Richtungsauswählers 36 drückt, die Drehrichtung der Schneide 12 auf die Umkehrrichtung eingestellt wird. Der Richtungsauswähler 36 ist ein Beispiel für ein Betätigungselement zum Umstellen der Drehrichtung der Schneide 12. Man ist nicht auf einen Sperrschalter beschränkt, sondern kann eine beliebige Art von Betätigungselement verwenden.
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Die innere Struktur des Gestrüppschneiders 10 wird nunmehr anhand 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Gestrüppschneider 10 einen bürstenlosen Motor 22 und drei Sensoren 24. Der bürstenlose Motor 22 und die drei Sensoren 24 sind in der vorderen Einheit 20 angeordnet und innerhalb eines Gehäuses der vorderen Einheit 20 untergebracht. Der bürstenlose Motor 22 ist der Primärantrieb zum Antreiben der Schneide 12 und ist mechanisch mit der Schneide 12 verbunden. Der bürstenlose Motor 22 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein dreiphasiger bürstenloser Motor mit einer U-Phasen-Spule 22u, einer V-Phasen-Spule 22v und einer W-Phasen-Spule 22w. Die drei Sensoren 24 geben ein vorgeschriebenes Signal entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors 22 (genauer der Drehposition des Rotors des bürstenlosen Motors 22) aus. Ein Beispiel für den Sensor 24 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Hall-Element.
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Der Gestrüppschneider 10 beinhaltet eine Motorsteuerung bzw. Regelung 70 und drei Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63. Die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 ist in der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet und elektrisch mit dem Batteriepack 44 verbunden. Die drei Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 verbinden elektrisch die Motorsteuerung bzw. Regelung 70, die in der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet ist, mit dem bürstenlosen Motor 22, der in der vorderen Einheit 20 angeordnet ist. Die erste Motorversorgungsleitung 61 ist mit der U-Phasen-Spule 22u (oder dem U-Phasen-Anschluss) des bürstenlosen Motors 22 verbunden, die zweite Motorversorgungsleitung 62 ist mit der V-Phasen-Spule 22v (oder dem V-Phasen-Anschluss) des bürstenlosen Motors 22 verbunden, und die dritte Motorversorgungsleitung 63 ist mit der W-Phasen-Spule 22w (oder dem W-Phasen-Anschluss) des bürstenlosen Motors 22 verbunden.
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Die drei Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 sind entlang der Bedienstange 30 angeordnet und erstrecken sich von der rückwärtigen Einheit 40 zu der vorderen Einheit 20. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die drei Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 innerhalb der Bedienstange 30 angeordnet, wobei diese Leitungen jedoch auch außerhalb der Bedienstange 30 angeordnet sein können. Durch diesen Aufbau ist der Batteriepack 44 elektrisch mit dem bürstenlosen Motor 22 über die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 verbunden. Mit anderen Worten, es wird der bürstenlose Motor 22 über die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 mit elektrischer Leistung aus dem Batteriepack 44 versorgt.
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Der Gestrüppschneider 10 beinhaltet zwei Sensorversorgungsleitungen 64, 65 und drei Sensorsignalleitungen 66, 67, 68. Die beiden Sensorversorgungsleitungen 64, 65 sind leitfähige Leitungen, die eine Leistungsversorgung für die drei Sensoren 24 von der rückwärtigen Einheit 40 her sicherstellen. Die zwei Sensorversorgungsleitungen 64, 65 sind entlang der Bedienstange 30 angeordnet und erstrecken sich von der rückwärtigen Einheit 40 zu der vorderen Einheit 20. Die drei Sensorsignalleitungen 66, 67, 68 sind leitfähige Leitungen, die die Ausgabesignale der drei Sensoren 24 an die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 ausgeben. Die Sensorsignalleitungen 66, 67, 68 sind entlang der Bedienstange 30 angeordnet und erstrecken sich von der vorderen Einheit 20 zu der rückwärtigen Einheit 40. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zwei Sensorversorgungsleitungen 64, 65 und die drei Sensorsignalleitungen 66, 67, 68 innerhalb der Bedienstange 30 angeordnet, wobei diese jedoch auch außerhalb der Bedienstange 30 angeordnet sein können.
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Der Gestrüppschneider 10 ist mit einer Spannungsreguliererschaltung 42 und einer Trennschaltung 46 versehen. Die Spannungsreguliererschaltung 42 und die Trennschaltung 46 sind in der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet und elektrisch mit dem Batteriepack 44 verbunden. Die Spannungsreguliererschaltung 42 erzeugt eine Versorgungsquellenspannung, mit der die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 und der Sensor 24 versorgt werden. Die Trennschaltung 46 ist an einer Schaltung angeordnet, die elektrisch den Batteriepack 44 und die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 verbindet und in der Lage ist, elektrisch den Batteriepack 44 und die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 zu verbinden oder zu trennen. Die Trennschaltung 46 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise ein Feldeffekttransistor (so beispielsweise ein MOSFET). Die Trennschaltung 46 kann ein bipolarer Transistor vom Typ mit isoliertem Gate (beispielsweise ein IGBT) oder ein anderes Umstellelement bzw. Schaltelement sein. Die Trennschaltung 46 ist mit der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 verbunden und wird durch die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 gesteuert bzw. geregelt.
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Die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 identifiziert die Drehposition des bürstenlosen Motors 22 auf Grundlage der ausgegebenen Signale aus den drei Sensoren 24 und stellt die Richtung des durch die Spulen 22u, 22v, 22w des bürstenlosen Motors 22 fließenden Stromes entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors 22 um. 3 zeigt ein Beispiel für die Richtung des in den Spulen 22u, 22v, 22w entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors 22 fließenden Stromes. In 3 zeigt das Diagramm Iu den zu der U-Phasen-Spule 22u fließenden Strom, das Diagramm Iv zeigt den zu der V-Phasen-Spule 22v fließenden Strom, und das Diagramm Iw zeigt den zu der W-Phasen-Spule 22w fließenden Strom. Hierbei ist der zu der U-Phasen-Spule 22u fließende Strom Iu gleich dem in der ersten Motorversorgungsleitung 61 fließenden Strom, der in der V-Phasen-Spule 22v fließende Strom Iv ist gleich dem in der zweiten Motorversorgungsleitung 62 fließenden Strom, und der in der W-Phasen-Spule 22w fließende Strom Iw ist gleich dem in der dritten Motorversorgungsleitung 63 fließenden Strom. Mit anderen Worten, bei dem Gestrüppschneider 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Richtung des Stromes, der in den in der Bedienstange 30 angeordneten Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 fließt, entsprechend der Drehposition des bürstenlosen Motors 22 umgestellt.
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Die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 ist ebenfalls elektrisch mit dem Auslöser 34, dem Richtungsauswähler 36 und dem Geschwindigkeitswähler 48 verbunden, wobei in Reaktion auf eine anwenderseitige Betätigung derselben eine Anpassung des in den jeweiligen Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 fließenden Stromes entsprechend erfolgen kann. Darüber hinaus steuert bzw. regelt die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 den Betrieb der Trennschaltung 46 entsprechend der anwenderseitigen Betätigung des Auslösers 34. Infolgedessen leitet, wenn der Anwender den Auslöser 34 zieht, die Trennschaltung 46 Elektrizität, wohingegen dann, wenn der Anwender den Auslöser 34 zurückstellt, die Trennschaltung 46 das Leiten von Elektrizität einstellt.
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Bei dem Gestrüppschneider 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein bürstenloser Motor 22 als Primärantrieb der Schneide 12 eingesetzt. Der bürstenlose Motor 22 benötigt eine Motorsteuerung bzw. Regelung 70, die die Richtung des zu den Spulen 22u, 22v, 22w fließenden Stromes entsprechend der Drehposition des Motors umstellt. Sind sowohl der bürstenlose Motor 22 wie auch die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 in der vorderen Einheit 20 angeordnet, wie dies bei einem herkömmlichen Gestrüppschneider der Fall ist, so werden die Größe und das Gewicht der vorderen Einheit groß, und es wird der Umgang mit dem Gestrüppschneider schwierig. Demgegenüber ist bei dem Gestrüppschneider 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der bürstenlose Motor 22 in der vorderen Einheit 20 angeordnet, während die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 in der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet ist. Ist eines von dem bürstenlosen Motor 22 und der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 in der vorderen Einheit 20 angeordnet, während das andere hiervon in der rückwärtigen Einheit 40 angeordnet ist, so können Größe und Gewicht der vorderen Einheit 20 verringert werden, während eine Zunahme von Größe und Gewicht der rückwärtigen Einheit 40 ebenfalls unterdrückt wird. Mit anderen Worten, der Unterschied zwischen Größe und Gewicht der vorderen Einheit 12 und der rückwärtigen Einheit 40 kann verringert werden. Als Ergebnis hiervon wird der Umgang mit dem Gestrüppschneider 10 leichter.
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Nachstehend wird ein spezieller Aufbau einer Motorsteuerung bzw. Regelung 70 beschrieben. Man ist jedoch bei der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 des Gestrüppschneiders 10 nicht auf das nachstehend Beschriebene beschränkt, sondern es ist ebenfalls möglich, verschiedene andere allgemein bekannte Motorsteuerungen bzw. Regelungen zu verwenden. Die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit sechs Umstellelementen 71 bis 76, einem Gate-Treiber 78 und einem Prozessor 80 versehen. Der Prozessor 80 ist elektrisch mit den Umstellelementen 71 bis 76 über den Gate-Treiber 78 verbunden.
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Der Prozessor 80 stellt selektiv jedes der Umstellelemente 71 bis 76 entsprechend einem Ausgabesignal aus den drei Sensoren 24 um, um selektiv jede der Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 mit der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode des Batteriepacks 44 zu verbinden. Wird beispielsweise das erste Umstellelement 71 eingeschaltet und das zweite Umstellelement 72 ausgeschaltet, so wird sodann die erste Motorversorgungsleitung 61 mit der positiven Elektrode des Batteriepacks 44 verbunden. Gleichzeitig hierzu wird, wenn das dritte Umstellelement 73 ausgeschaltet und das erste Umstellelement 74 eingeschaltet wird, die zweite Motorversorgungsleitung 62 sodann mit einer negativen Elektrode des Batteriepacks 44 verbunden. In diesem Fall fließt ein Strom in der ersten Motorversorgungsleitung 61 hin zu der vorderen Einheit 20, und es fließt ein Strom in der zweiten Motorversorgungsleitung 61 hin zu der rückwärtigen Einheit 40. Auf diese Weise kann der Prozessor 80 die Richtung des in den Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 fließenden Stromes (mit anderen Worten die Richtung des in den Spulen 22u, 22v, 22w des bürstenlosen Motors 22 fließenden Stromes) durch selektives Umstellen der sechs Umstellelemente 71 bis 76 umstellen. Darüber hinaus ist der Prozessor 80 in der Lage, den Betrieb der sechs Umstellelemente 71 bis 76 anzupassen und hierdurch die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des bürstenlosen Motors 22 entsprechend dem Ausgabesignal aus dem Auslöser 34, dem Richtungsauswähler 36 und dem Geschwindigkeitswähler 48 zu ändern.
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Die Umstellelemente 71 bis 76 sind Feldeffekttransistoren, und zwar insbesondere MOSFETs mit einem isolierenden Gate. Gleichwohl können die Umstellelemente 71 bis 76 auch andere Transistoren sein, die einen IGBT enthalten, oder können Umstellelemente eines anderen Typs sein. Um eine Überhitzung der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 zu verhindern, weisen die Umstellelemente 71 bis 76 wünschenswerterweise eine niedrige Wärmeerzeugung (Wärmeverlust) auf. Mit Blick auf diesen Punkt ist es, wenn der bürstenlose Motor 22. und die Motorsteuerung bzw. Regelung 70 in der vorderen Einheit 20 angeordnet sind, wie dies bei einem herkömmlichen Gestrüppschneider der Fall ist, denkbar, eine erzwungene Kühlung der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 zu bewirken, indem ein Kühlventilator des bürstenlosen Motors 22 verwendet wird. Bei dem Gestrüppschneider 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch der bürstenlose Motor 22 und die Motorsteuerung 70 in wechselseitig verschiedenen Einheiten 20 und 40 angeordnet. Daher ist es nicht möglich, eine erzwungene Kühlung der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 unter Verwendung des Kühlventilators des bürstenlosen Motors 22 zu bewirken.
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Entsprechend hat bei dem Gestrüppschneider 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Unterdrücken der Menge erzeugter Wärme (mit anderen Worten der Verlust) der Umstellelemente 71 bis 76 eine wesentliche technische Bedeutung. Hinsichtlich dieses Punktes können wünschenswerterweise die Umstellelemente 71 bis 76 Transistoren verwenden, die einen Ein-Widerstand aufweisen, der kleiner oder gleich 5 mΩ ist. Ist der Ein-Widerstand kleiner oder gleich 5 mΩ, so wird die in den Umstellelementen 71 bis 76 erzeugte Wärmemenge ausreichend unterdrückt, und die Temperatur der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 kann auf praxistauglichem Niveau gehalten werden, ohne dass eine erzwungene Kühlung durch einen Kühlluftstrom oder dergleichen erforderlich wäre. Aus einer ähnlichen Perspektive heraus verwenden wünschenswerterweise die Umstellelemente 71 bis 76 Transistoren, die einen Gate-Widerstand von nicht mehr als 1000 Ω aufweisen. Auch in diesem Fall kann die Temperatur der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 auf praxistauglichem Niveau gehalten werden, ohne dass eine erzwungene Kühlung durch einen Kühlluftstrom oder dergleichen erforderlich wäre. Um ein Beispiel anzugeben, wird beimvorliegenden Ausführungsbeispiel ein Feldeffekttransistor verwendet, der einen Ein-Widerstand von annähernd 3,5 mΩ und einen Gate-Widerstand von annähernd 680 Ω aufweist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Ein Gestrüppschneider 110 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Die Beschreibung betrifft jedoch nicht den Aufbau, der gleich demjenigen des Gestrüppschneiders 10 des ersten Ausführungsbeispieles ist. 4 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Gestrüppschneiders 110 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem Gestrüppschneider 110 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein bürstenloser Motor 22 vom Typ ohne Sensor als Primärantrieb zum Antreiben der Schneide 12 eingesetzt. Darüber hinaus ist der Gestrüppschneider 110 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Drehpositionsbestimmungseinheit 112 versehen, um die Drehposition des bürstenlosen Motors 22 zu bestimmen. Die Drehpositionsbestimmungseinheit 112 ist elektrisch mit den drei Motorversorgungsleitungen 61, 62, 63 verbunden. Die Drehpositionsbestimmungseinheit 112 kann die Drehposition des bürstenlosen Motors 22 durch Erfassen der elektromotorischen Gegenkraft, die in den Spulen 22u, 22v, 22w des bürstenlosen Motors 22 erzeugt wird, bestimmen. Die bestimmte Drehposition wird an den Prozessor 80 der Motorsteuerung bzw. Regelung 70 übermittelt.
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Wird ein bürstenloser Motor 22 vom sensorlosen Typ verwendet, so ist es nicht notwendig, einen Sensor 24 (siehe 2) zum Erfassen der Drehposition des bürstenlosen Motors 22 in der vorderen Einheit 20 vorzusehen. Dadurch wird der elektrische Aufbau des Gestrüppschneiders 10 vereinfacht, und es kann die Anzahl von leitfähigen Leitungen, die entlang der Bedienstange 30 angeordnet sind, verringert werden.
