DE102019103804A1

DE102019103804A1 - Kettensäge und Verfahren

Info

Publication number: DE102019103804A1
Application number: DE102019103804.9A
Authority: DE
Inventors: Hans-Åke Sundberg
Original assignee: Husqvarna AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2019-08-22
Also published as: SE541451C2; SE1850184A1

Abstract

Eine Kettensäge umfasst eine Führungsschiene (2); eine endlose Schneidkette (3), die so montiert ist, dass sie sich um die Führungsschiene (2) dreht; einen Antriebsmotor (6) zum Antreiben der Schneidkette (3); eine Erfassungsanordnung (8), die konfiguriert ist, um einen Schmierbedarf der Schneidkette (3) zu erfassen; und eine Signalverarbeitungsanordnung (10) zum Verarbeiten von Informationen von der Erfassungsanordnung (8), wobei die Erfassungsanordnung (8) eine Sensoranordnung (9) umfasst, die einen ersten akustischen Sensor (9a) umfasst, wobei die Sensoranordnung (9) konfiguriert ist eine Reibung in Bezug auf die Schneidkette (3) und die Führungsschiene (2) durch Messen eines akustischen Geräusches, das durch die Reibung erzeugt wird, wenn die Schneidkette so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene dreht, zu erfassen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen des Schmierbedarfs einer Schneidkette einer Kettensäge und zum Verarbeiten von darauf basierenden Informationen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Kettensäge, die unter anderem eine Erfassungsanordnung zum Erkennen des Schmierbedarfs der Schneidkette und eine Signalverarbeitungsanordnung zum Verarbeiten von Informationen aus der Erfassungsanordnung umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik ist es bereits bekannt, den Schmierbedarf einer Schneidkette einer Kettensäge zu erfassen und anzuzeigen und/oder zu steuern.
Z.B. US 2010/0043234 A1 schlägt eine Kettensäge vor, die mit einer elektronischen Schmierpumpe versehen ist, die basierend auf beispielsweise dem vom Antriebsmotor der Schneidkette verbrauchte Strom oder des Drehmoments des Motors, der Temperatur der Führungsschiene, der Strömungsrate des Schmierfluids oder des Pegels des Schmierfluids in einem Vorratstank gesteuert wird.
Es besteht jedoch ein Bedarf an einem zuverlässigeren Verfahren zum Erkennen des Schmierbedarfs der Schneidkette, um einen verbesserten Betrieb und/oder einen verringerten Verbrauch von Schmierfluid zu ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe, das oben erwähnte Problem zu lösen oder zumindest zu mildern. Zu diesem Zweck ist eine Kettensäge vorgesehen, die eine Führungsschiene aufweist; eine endlose Schneidkette, die so montiert ist, dass sie sich um die Führungsschiene dreht; einen Antriebsmotor zum Antrieb der Schneidkette; eine Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Schmierbedarf der Schneidkette zu erkennen; und eine Signalverarbeitungsanordnung zum Verarbeiten von Informationen von der Erfassungsanordnung, wobei die Kettensäge dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erfassungsanordnung eine Sensoranordnung umfasst, die einen ersten akustischen Sensor umfasst, wobei die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, eine Reibung in Bezug auf die Schneidkette und die Führungsschiene durch Messen eines akustischen Geräusches, das durch Reibung erzeugt wird, wenn die Schneidkette so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene dreht, zu erfassen. Eine solche Sensoranordnung kann zum Erfassen der Reibung zwischen Gliedern der Schneidkette und/oder zwischen der Schneidkette und der Führungsschiene konfiguriert sein, was eine Steuerung einer Schmierung der Schneidkette auf einer Schmierbedarfsbasis ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform kann der erste akustische Sensor so konfiguriert sein, dass er bei einer akustischen Geräuschfrequenz der Reibung mitschwingt. Dadurch kann ein starkes und genaues Reibungssignal erhalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der erste akustische Sensor so konfiguriert sein, dass er bei einer Ultraschallresonanzfrequenz, z.B. zwischen 20 und 1000 KHz; vorzugsweise mehr als 50 kHz; und noch bevorzugter zwischen 100 und 500 KHz, mitschwingt. In ähnlicher Weise kann auch jeder zweite akustische Sensor der Sensoranordnung optional konfiguriert sein, um bei einer Ultraschallresonanzfrequenz, z.B. zwischen 20 und 1000 KHz; vorzugsweise mehr als 50 kHz; und noch bevorzugter zwischen 100 und 500 KHz, mitzuschwingen. Metall-auf-Metall-Reibung erzeugt bei solchen Ultraschallfrequenzen ein charakteristisches akustisches Geräusch, manchmal als Schallemissionen bezeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform kann der erste akustische Sensor ein piezoelektrischer Sensor sein. Gleichermaßen kann auch jeder zweite akustische Sensor der Sensoranordnung optional ein piezoelektrischer Sensor sein. Jeder derartige piezoelektrische Sensor kann als Breitbandsensor mit einer Bandbreite von mehr als 1,1 MHz konfiguriert sein. Zusätzlich oder alternativ kann der erste und/oder der zweite akustische Sensor oder die zweiten akustischen Sensoren MEMS-Sensor/en sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erfassungsanordnung an der Kettensäge in physischem Kontakt mit der Führungsschiene oder direkt an der Führungsschiene angebracht sein. Dadurch können Schallemissionen von einem Körper aufgenommen werden, der integral mit der Quelle der Reibung ausgebildet ist, d.h. dem Eingriff zwischen der Schneidkette und der Führungsschiene.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensoranordnung dazu eingerichtet sein, der Signalverarbeitungsanordnung ein erstes Geräuschsignal bereitzustellen, das das durch die Reibung in Bezug auf die Schneidkette und die Führungsschiene erzeugte Geräusch anzeigt. Die Sensoranordnung kann auch einen zweiten akustischen Sensor umfassen, der konfiguriert ist, um das akustische Rauschen zu messen, das durch die Reibung bezüglich der Schneidkette und der Führungsschiene erzeugt wird, wobei der zweite Sensor konfiguriert ist, um ein zweites darauf hinweisendes Geräuschsignal an die Signalverarbeitungsanordnung zu liefern.
Gemäß einer Ausführungsform können der erste und der zweite akustische Sensor unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben. Die Frequenzen können auf eine jeweilige Reibgeräuschfrequenz einer jeweiligen Reibungsquelle abgestimmt sein. Beispielsweise kann der erste akustische Sensor auf eine Reibgeräuschfrequenz des Eingriffs zwischen der Schneidkette und der Führungsschiene abgestimmt sein, wohingegen der zweite akustische Sensor auf eine Reibgeräuschfrequenz des Eingriffs zwischen den Schneidkettengliedern abgestimmt sein kann. Dadurch kann die Verschleißsituation verschiedener Teile der Kettensäge überwacht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Signalverarbeitungsanordnung dazu konfiguriert sein, das erste Geräuschsignal mit einem Geräuschsignalreferenzwert zu vergleichen und ein Ereignissignal auf Grundlage des Geräuschsignals bereitzustellen, das den Geräuschsignalreferenzwert übersteigt. In ähnlicher Weise kann die Signalverarbeitungsanordnung konfiguriert sein, um das Geräuschsignal eines beliebigen zweiten akustischen Sensors mit einem Geräuschsignalreferenzwert zu vergleichen, der der gleiche sein kann oder ein zu dem Geräuschsignalreferenzwert, mit dem das erste Geräuschsignal verglichen wird, unterschiedlicher sein kann und Bereitstellen eines Ereignissignals basierend auf einem zweiten Geräuschsignal, das den jeweiligen Geräuschsignalreferenzwert übersteigt. Die Signalverarbeitungsanordnung kann ferner konfiguriert sein, um eine Rate von Ereignissignalen zu bestimmen und ein Schmiersignal auf Grundlage der Ereignissignalrate zu erzeugen, die eine Ereignissignalreferenzrate übersteigt. Die Rate von Ereignissignalen kann beispielsweise auf einer Anzahl von Ereignissen pro Zeitperiode, einer Anzahl von Ereignissen pro Kettenbewegungsstreckeneinheit oder einer beliebigen anderen geeigneten Darstellung einer Ereignissignalrate basieren. Alternativ kann das Schmiersignal direkt basierend auf einem erfassten Geräuschsignal erzeugt werden, beispielsweise durch Anzeigen eines Geräuschpegels an einen Benutzer oder basierend auf einem Ereignissignal, ohne eine Ereignissignalrate zu bestimmen. Das Schmiersignal kann verwendet werden, um einem Benutzer einen Schmierbedarf anzuzeigen, z.B. unter Verwendung eines geeigneten Anzeigetyps und/oder zum automatischen Auslösen mindestens einer Schmierpumpe, die so konfiguriert ist, dass sie ein Schmierfluid zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette und der Führungsschiene zuführt, und einem Schmierventil, das konfiguriert ist um einen Fluss von Schmierfluid zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette und der Führungsschiene zu steuern. Gemäß Ausführungsformen kann das Schmiersignal basierend auf einem Mittelwert der Ereignissignalrate oder basierend auf einem Mittelwert des Geräuschsignals erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Signalverarbeitungsanordnung konfiguriert sein, um ein Schmiersignal auf Grundlage der Drehzahl (RPM, engl. revolutions per minute; Umdrehungen pro Minute, U/min) des Antriebsmotors zu erzeugen. Beispielsweise kann die Signalverarbeitungsanordnung dazu konfiguriert sein, eine Reibungsbestimmung unter Verwendung von Signalen von der Sensoranordnung bei einer oder mehreren vorbestimmten Drehzahlen auszulösen. Alternativ oder zusätzlich kann die Drehzahl zum Bestimmen einer Freilaufbedingung verwendet werden, beispielsweise durch Vergleichen einer Änderungsrate der Drehzahl mit einer Änderungsrate einer Ereignissignalrate, wie oben definiert.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Kettensäge ferner eine Anzeigeeinrichtung umfassen, die mit der Sensoranordnung wirkverbunden ist und konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Geräuschsignal einem Benutzer anzuzeigen, dass die Schneidkette geschmiert werden muss. Die Anzeigeeinrichtung kann zum Beispiel als eine Leuchtdiode (LED) oder als Summer konfiguriert sein, der zum Ausgeben eines Audiosignals konfiguriert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungsanordnung konfiguriert, um basierend auf einer erfassten Änderung oder einem Fehlen einer Änderung der Reibung nach einer Schmierung eine mögliche Notwendigkeit der Einstellung der Spannung der Schneidkette anzuzeigen. Wenn der Reibungsbetrag nach dem Schmieren der Kette über einem Referenzwert bleibt, kann dies beispielsweise ein Hinweis auf eine übermäßig gespannte Schneidkette sein.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Schmierung effizienter werden kann und die erforderliche Menge an Schmierfluid minimiert wird. Es ist dadurch möglich, z.B. um das Volumen eines Vorratstanks für das Schmierfluid zu verringern, oder die Zeit zwischen dem Nachfüllen wird länger. Die effizientere Schmierung und die minimierte Schmiermittelmenge führen auch zu einer Verringerung des Einflusses auf die Umwelt und der Arbeitskosten.
Dementsprechend kann ein solches Verfahren ein Antreiben der Schneidkette, sich um eine Führungsschiene zu drehen, ein Messen eines akustischen Geräusches, das durch Reibung erzeugt wird, wenn die Schneidkette so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene dreht, und ein Erzeugen eines ersten Geräuschsignals, basierend auf dem gemessenen akustischen Geräusch, umfassen. Das Geräuschsignal kann einem Benutzer als Schmierbedarf angezeigt werden oder kann zum automatischen Auslösen einer Schmierung der Kette verwendet werden. Das Signal kann auch weiterverarbeitet werden, um eine verbesserte Erkennung bereitzustellen. Das Verfahren kann ein Erfassen der Reibung zwischen Gliedern der Schneidkette und/oder zwischen der Schneidkette und der Führungsschiene umfassen.
Wenn ein Hinweis darauf erhalten wird, dass Schmierung erforderlich ist, kann die Bedienperson der Kettensäge oder eine Steuerung eine Schmierung durchführen, indem sie eine Pumpe zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Montagepunkt der Schneidkette und der Führungsschiene betreibt oder ein Ventil zum Öffnen und Schließen der Zufuhr eines Schmierfluids zu dieser Pumpe bedient.
Es sollte beachtet werden, dass eine Angabe, dass eine Schmierung erforderlich ist, auch implizit bedeuten kann, dass die Schmierung nicht ordnungsgemäß funktioniert, z.B. aufgrund einer Blockade in den Zuführkanälen für das Schmierfluid oder dass der Vorratstank für das Schmierfluid leer ist. Wenn trotz des Betriebs der Pumpe zum Zuführen des Schmierfluids zu der Schneidkette oder des Ventils in Verbindung mit der Pumpe die Anzeigeeinrichtung beibehalten wird, dass eine Schmierung erforderlich ist, kann der Bediener aufgefordert werden, den Vorratstank sowie die Zuführkanäle für das Schmierfluid zu überprüfen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Messen des akustischen Geräusches das Messen des akustischen Geräusches bei einer Ultraschallfrequenz, beispielsweise zwischen 20 und 1000 KHz, umfassen; vorzugsweise mehr als 50 kHz; und noch bevorzugter zwischen 100 und 500 KHz.
Die Messung kann das Hervorheben oder Unterscheiden des Signals bei einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich umfassen, beispielsweise mittels Resonanzdetektion. Eine resonante Erfassung kann durch Verwenden eines akustischen Sensors erhalten werden, der so konfiguriert ist, dass er bei einer Frequenz oder einem Satz von Frequenzen innerhalb eines der obigen Frequenzbereiche mitschwingt. Alternativ kann das Signal unter Verwendung irgendeines geeigneten digitalen oder analogen Filters wie eines Tiefpass- oder Bandpassfilters gefiltert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensoranordnung dazu eingerichtet sein, ein erstes Geräuschsignal, das das durch die Reibung in Bezug auf die Schneidkette und die Führungsschiene erzeugte Geräusch anzeigt, an eine Signalverarbeitungsanordnung zu liefern.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Messen des akustischen Geräusches das Messen des akustischen Geräusches an zwei räumlich getrennten Positionen umfassen. Dabei können unterschiedliche Geräuschsignale unterschiedliche Reibungsquellen darstellen, wie beispielsweise die Reibung der Kettenräder, die Reibung zwischen den Kettengliedern und die Reibung zwischen der Führungsschiene und der Kette.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Messen des akustischen Geräusches das Messen des akustischen Geräusches bei zwei getrennten Frequenzen umfassen. Die zwei Frequenzen können z.B. zwei vorgegebenen Geräuschfrequenzen des Reibgeräusches entsprechen. Alternativ kann eine der Frequenzen einer Frequenz des Reibgeräusches entsprechen, während die andere Frequenz zum Vergleich einer Frequenz außerhalb des Reibgeräuschs entsprechen kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Vergleichen des ersten Geräuschsignals mit einem Geräuschsignalreferenzwert umfassen und basierend auf dem Geräuschsignal, das den Geräuschsignalreferenzwert überschreitet, mindestens ein Ereignissignal erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Zählen einer Rate von Ereignissignalen umfassen und basierend auf der Ereignissignalrate, die eine Ereignissignalreferenzrate überschreitet, ein Schmiersignal erzeugen. Die Rate von Ereignissignalen kann beispielsweise auf einer Anzahl von Ereignissen pro Zeitperiode, einer Anzahl von Ereignissen pro Kettenbewegungsstreckeneinheit oder einer beliebigen anderen geeigneten Darstellung einer Ereignissignalrate basieren. Alternativ kann das Schmiersignal direkt basierend auf einem erfassten Geräuschsignal erzeugt werden, beispielsweise durch Anzeigen eines Geräuschpegels an einen Benutzer oder basierend auf einem Ereignissignal, ohne eine Ereignissignalrate zu bestimmen. Das Schmiersignal kann verwendet werden, um einem Benutzer einen Schmierbedarf anzuzeigen, z.B. unter Verwendung eines geeigneten Anzeigetyps und/oder zum automatischen Auslösen mindestens einer Schmierpumpe, die so konfiguriert ist, dass sie ein Schmierfluid zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette und der Führungsschiene zuführt, und einem Schmierventil, das konfiguriert ist um einen Fluss von Schmierfluid zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette und der Führungsschiene zu steuern. Das Schmiersignal kann basierend auf einem Mittelwert der Ereignissignalrate erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren das Bestimmen umfassen, ob die Kettensäge frei läuft; und basierend auf der Bestimmung, Bestimmen, ob ein Schmieren der Schneidkette erforderlich ist. Die Bestimmung, ob die Kettensäge frei läuft, kann beispielsweise durch Vergleichen einer Änderung eines Geräuschsignals mit einer Änderung einer Drehzahl der Kettensäge erfolgen. Ein Anstieg des Geräuschpegels in Kombination mit einer Abnahme der Drehzahl zeigt einen Lastzustand an, d.h. die Kettensäge schneidet. Wenn kein Hinweis auf einen Lastzustand vorliegt, kann davon ausgegangen werden, dass die Kettensäge frei läuft.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner umfassen, einem Benutzer einen Schmierbedarf der Schneidkette anzuzeigen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Anzeigen einer möglichen Notwendigkeit der Einstellung der Spannung der Schneidkette basierend auf einer erfassten Änderung oder dem Fehlen einer Änderung der Reibung nach einer Schmierung umfassen.
Das obige Verfahren sowie die oben beschriebenen Erfassungs- und Signalverarbeitungsanordnungen der Kettensäge können verwendet werden, um eine mögliche Notwendigkeit der Einstellung der Spannung der Schneidkette anzuzeigen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter beschrieben, wobei

1 eine schematische Ansicht einer Kettensäge ist, die eine erste Ausführungsform einer Erfassungsanordnung und einer Signalverarbeitungsanordnung umfasst;
2 ist eine schematische Ansicht einer Kettensäge ist, die eine zweite Ausführungsform einer Erfassungsanordnung und einer Signalverarbeitungsanordnung umfasst;
3 eine schematische Ansicht einer Kettensäge ist, die eine dritte Ausführungsform einer Erfassungsanordnung und einer Signalverarbeitungsanordnung umfasst;
4 eine schematische Ansicht einer Kettensäge ist, die eine vierte Ausführungsform einer Erfassungsanordnung und einer Signalverarbeitungsanordnung umfasst;
5 eine schematische Ansicht einer Kettensäge ist, die eine fünfte Ausführungsform einer Erfassungsanordnung und einer Signalverarbeitungsanordnung umfasst; und
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drehzahl und eine Ereignissignalrate einer anlaufenden Kettensäge darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie oben erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erkennen des Schmierbedarfs einer Schneidkette einer Kettensäge und zur Verarbeitung von darauf basierenden Informationen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Kettensäge, die Mittel zur Durchführung dieser Erfassungs- und Verarbeitungsschritte aufweist.
Die Kettensäge kann von einem beliebigen herkömmlichen Typ sein, aufweisend, unter anderem, einen Hauptkörper 1, eine Führungsschiene 2, um die eine endlose Schneidkette 3 montiert ist, einen vorderen Griff 4, einen hinteren Griff 5 und einen Antriebsmotor 6 zum Antrieb der Schneidkette 3, um diese um die Führungsschiene 2 zu drehen, und eine Pumpe 7, zum Zuführen eines Schmierfluids von einem Vorratstank (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2, d. h zu mindestens einem Punkt der Führungsschiene in der Nähe der Schneidkette und/oder zwischen der Führungsschiene und der Schneidkette, z.B. in der Nut für die Schneidkette an der Führungsschiene. Der Antriebsmotor 6 kann typischerweise ein Elektromotor sein, der optional batteriebetrieben sein kann, oder ein Verbrennungsmotor.
Die Kettensäge weist ferner eine Erfassungsanordnung 8 zum Erkennen des Schmierbedarfs der Schneidkette 3 auf. Die Erfassungsanordnung 8 umfasst wiederum eine Sensoranordnung 9. Diese Sensoranordnung 9 ist zum Erfassen der Reibung in Bezug auf die Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 ausgebildet, auf die die Schneidkette montiert ist. Dementsprechend ist die Sensoranordnung 9 zum Erfassen der Reibung zwischen Gliedern der Schneidkette 3, z.B. ihren Nieten, Antriebs- und Schneidglieder, ausgebildet. Zusätzlich zu dieser inneren Schneidkettenreibung oder als Alternative dazu kann die Reibung zwischen der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 erfasst werden. Dadurch ist auch ein Erfassen der Reibung zwischen der Schneidkette 3 und Bauteilen von und an der Führungsschiene 2, wie beispielsweise dem Umlenkrad und dem Antriebsritzel an der Führungsschiene, möglich. Die Erfassung wird durchgeführt, wenn die Schneidkette 3 so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene 2 dreht. Die Sensoranordnung 9 liefert mindestens ein Geräuschsignal A, das diese Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und/oder der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 anzeigt. Die Sensoranordnung 9 ist dazu eingerichtet, die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und/oder der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 durch Messen des durch diese Reibung erzeugten akustischen Geräusches zu erfassen und das mindestens eine darauf basierende Geräuschsignal A bereitzustellen. Wie hier verwendet, soll der Begriff „akustisch“ so verstanden werden, dass er sich auf mechanische Wellen wie Vibration, Schall, Ultraschall und Infraschall bezieht. Die Sensoranordnung 9 umfasst dabei mindestens einen akustischen Sensor 9a (siehe 1 und 2) zum Messen des Geräusches, das durch die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und/oder der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 erzeugt wird.
Alternativ kann die Sensoranordnung 9 zwei oder mehr akustische Sensoren 9b und 9c (siehe 3 und 4) zum Messen des Geräusches, das durch die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und/oder der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 erzeugt wird, und zum Bereitstellen von zwei oder mehr Geräuschsignalen A1 und A2, die dies anzeigen, aufweisen.
Die akustischen Sensoren 9a, 9b, 9c können Schallemissionssensoren (SE-Sensoren) sein. Sie können piezoelektrische Sensoren sein, die zum Erfassen einer Resonanzfrequenz innerhalb eines Intervalls von z.B. 50 bis 1000 kHz und vorzugsweise innerhalb des Intervalls von 100 bis 500 kHz ausgebildet sind oder z.B. piezoelektrische Breitbandsensoren, die zum Erfassen von Frequenzen bis etwa 1,1 MHz ausgebildet sind. Sensoren des MEMS-Typs (Mikroelektromechanische Systeme) können ebenfalls verwendet werden. Im Falle von zwei oder mehr akustischen Sensoren 9b, 9c können die akustischen Sensoren unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben und können optional von verschiedenen Typen sein. Die Erfassungsanordnung 9 kann auch einen oder mehrere Temperatursensoren (nicht dargestellt) umfassen, die optional neben dem/n akustischen Sensor/en angeordnet sein können, wodurch die Signalverarbeitungsanordnung 10 jegliche Temperaturdrift kompensieren kann.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die Sensoranordnung 9 in Form der akustischen Sensoren 9a, 9b, 9c an der Führungsschiene 2 der Kettensäge montiert. Alternativ kann die Sensoranordnung 9 an einer beliebigen Stelle an der Kettensäge sowohl außen als auch innen angebracht sein, solange sie auf irgendeine Weise mit der Führungsschiene 2 in mechanischem Kontakt steht.
Die Kettensäge umfasst ferner eine Signalverarbeitungsanordnung 10 zum Verarbeiten der Informationen von der Erfassungsanordnung 8, d.h. des mindestens einen Geräuschsignals A von der Sensoranordnung 9.
Die Signalverarbeitungsanordnung 10 umfasst bei den dargestellten Ausführungsformen gemäß 1 und 2 eine Vergleichseinrichtung 11, die beispielsweise als elektronischer Komparator ausgebildet sein kann. Diese Vergleichseinrichtung 11 ist in den dargestellten Ausführungsformen gemäß 1. und 2 mittels einer elektrischen Leitung 12a mit der Sensoranordnung 9 wirkverbunden. Die Verbindung zwischen der Vergleichseinrichtung 11 und der Sensoranordnung 9 kann alternativ drahtlos sein. Die Vergleichseinrichtung 11 ist konfiguriert, um das Geräuschsignal A mit einem Referenzwert davon, der im Folgenden als Geräuschsignalreferenzwert bezeichnet wird, zu vergleichen, einen vorbestimmten oder dynamisch eingestellten Rauschpegel zu definieren und jedes Mal mindestens ein Ereignissignal B bereitstellt, wenn das Geräuschsignal den Geräuschsignalreferenzwert überschreitet.
Im Falle einer Sensoranordnung 9, die zwei oder mehr akustische Sensoren 9b, 9c aufweist, ist die Vergleichseinrichtung 11 mit der Sensoranordnung 9 mittels zweier oder mehrerer elektrischer Leitungen 12b und 12c (siehe 3 und 4) wirkverbunden, um jedes der zwei oder mehr Geräuschsignale A1, A2 mit einem jeweiligen Referenzwert davon zu vergleichen. Die Verbindung zwischen der Vergleichseinrichtung 11 und der Sensoranordnung 9 kann alternativ drahtlos sein. Die Vergleichseinrichtung kann in diesem Fall zwei oder mehr Vergleichseinrichtungen 11a und 11b umfassen, die als jeweilige elektronische Komparatoren konfiguriert sein können, wobei jede Vergleichseinrichtung 11a, 11b eines der Geräuschsignale A1 oder A2 mit dem Referenzwert für das Geräuschsignal vergleicht . Die Vergleichseinrichtung 11 liefert jeweils ein Ereignissignal B1 und B2, wenn das jeweilige Geräuschsignal A1, A2 dessen Referenzwert überschreitet.
Die Erfassungsanordnung 8 und die Signalverarbeitungsanordnung 10, die einen Teil der Kettensäge bildet, wird in den dargestellten Ausführungsformen mit einer Spannung von z.B. 5 V, entweder von einer externen Stromquelle, von der Kettensäge, von einer Batterie oder von innerhalb der Erfassungseinrichtung 8, betrieben. Daher können die Ereignissignale B, B1, B2, die von der Vergleichseinrichtung 11 bereitgestellt werden, aus einer 5 V-Spannung bestehen, und der Geräuschsignalreferenzwert des durch die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und zwischen der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 erzeugten Geräusches, und der durch die Geräuschsignale A, A1, A2 zum Bereitstellen der Ereignissignale B, B1, B2 überschritten wird, kann auf eine feste Spannung von weniger als 5 V, beispielsweise etwa 2,5 V, eingestellt werden. Die Erfassungs- und Signalverarbeitungsanordnungen 8, 10 der Kettensäge können jedoch mit jeder anderen geeigneten Spannung gespeist werden und der Geräuschsignalreferenzwert, der von den Geräuschsignalen A, A1, A2 überschritten werden soll, kann auf jede andere geeignete Spannung eingestellt werden. Der Geräuschsignalreferenzwert kann statisch eingestellt werden. Alternativ kann er dynamisch eingestellt werden, z.B. basierend auf historischen Werten des/der Geräuschsignals/e A, A1, A2, um eine Änderung des Geräuschpegels zu erkennen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die jeweiligen Geräuschsignalreferenzwerte, die von den Geräuschsignalen A, A1, A2 überschritten werden sollen, individuell eingestellt werden können, um die jeweiligen Auslöseempfindlichkeiten der akustischen Sensoren 9a, 9b, 9c zu kalibrieren. Dies kann besonders nützlich sein, wenn zwei oder mehr akustische Sensoren mit unterschiedlicher Empfindlichkeit verwendet werden, was auch die Kosten für die akustischen Sensoren reduziert.
Die Signalverarbeitungsanordnung 10 der Kettensäge umfasst ferner eine Recheneinheit 13, die als elektronischer Zähler konfiguriert sein kann, und die einen Oszillator zum Erzeugen einer Zeitbasis umfassen kann, um als Frequenzzähler zu arbeiten. Die Recheneinheit 13 ist in den dargestellten Ausführungsformen gemäß 1 und 2 mittels einer elektronischen Leitung 14a mit der Vergleichseinrichtung 11 wirkverbunden. Die Verbindung zwischen der Recheneinheit 13 und der Vergleichseinrichtung 11 kann alternativ drahtlos sein. Die Recheneinheit 13 ist konfiguriert, um die Anzahl der Ereignissignale B pro Zeitperiode zu zählen und jedes Mal ein Schmiersignal C bereitzustellen, wenn die Anzahl der Ereignissignale B pro Zeitperiode eine Referenzanzahl davon pro Zeitperiode überschreitet, d.h. wenn die Ereignissignalrate eine Ereignissignalreferenzrate überschreitet. Es sei darauf hingewiesen, dass jedes der Signale A, B und C den von der Sensoranordnung 9 erfassten Reibungspegel darstellt, wenn auch mit einem zunehmenden Niveau der Signalverarbeitung.
Alternativ kann die Recheneinheit 13 dazu konfiguriert sein, die Anzahl der zweiten Signale B pro Kettenbewegungsstreckeneinheit zu zählen, d.h. die Anzahl von Ereignissignalen B, die während eines bestimmten definierten Weges oder der Bewegung der Schneidkette 2 erzeugt werden, und dazu ein Schmierungssignal C bereitzustellen, jedes Mal dann, wenn die Anzahl der Ereignissignale B pro Kettenbewegungsstreckeneinheit eine Referenzanzahl davon pro Kettenbewegungsstreckeneinheit, d.h. wiederum eine Ereignissignalreferenzrate, überschreitet. Durch Kenntnis der Drehzahl der Schneidkette 3 ist es möglich, die Anzahl der Ereignissignale B während jeder Kettenbewegungsstreckeneinheit zu berechnen oder direkt zu messen. Die Kettenbewegungsstreckeneinheit kann nach Bedarf variieren, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Sie kann eine Umdrehung oder weniger als eine Umdrehung sein, z.B. einige Millimeter. Sie kann auch mehr als eine Umdrehung sein. Gemäß einer solchen Ausführungsform kann z.B. der Antriebsmotor 6, oder die Antriebselektronik zum Antreiben des Antriebsmotors 6, eine kettengeschwindigkeitsabhängige Zeitbasis zum Definieren einer Torzeit eines Frequenzzählers erzeugen.
Das Schmiersignal C ist in der Ausführungsform gemäß 1 vorgesehen, um mittels einer Anzeigeeinrichtung 15 den Schmierbedarf der Schneidkette 3 anzuzeigen. Diese Anzeigeeinrichtung 15 kann, falls gewünscht, in die Recheneinheit 13 integriert sein. Bei dieser Ausführungsform hat ein Bediener die Möglichkeit, die Pumpe 7 zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 manuell zu aktivieren oder ein Ventil (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zum Öffnen und Schließen der Zufuhr eines Schmierfluids zu der Pumpe 7 zu aktivieren. Dieses Ventil kann sich in einer beliebigen Position in dem Zuführkanal zwischen dem Vorratstank für das Schmierfluid und dem Schmierfluidabgabepunkt an der Kette 3 befinden. Wenn ein Ventil verwendet wird, ist es möglich, die Pumpe kontinuierlich laufen zu lassen. Die Kettensäge kann konfiguriert sein, um das Ventil vollständig zu schließen, wenn die Kettensäge nicht in Betrieb ist, so dass ein Austreten von Schmierfluid minimiert wird.
Alternativ kann in der Ausführungsform gemäß 2 stattdessen das Schmiersignal C bereitgestellt werden, um eine Aktivierung der Pumpe 7 zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 auszulösen oder um eine Aktivierung des Ventils zum Öffnen und Schließen der Zufuhr von Schmierfluid zu der Pumpe 7 auszulösen. Somit wird bei dieser Ausführungsform die Pumpe 7 oder das Ventil in Verbindung mit der Pumpe automatisch aktiviert. Das Schmiersignal C wird in der dargestellten Ausführungsform über eine Leitung 16 an die Pumpe 7 übertragen, kann aber auch drahtlos übertragen werden.
In den Ausführungsformen von 3 und 4 ist die Recheneinheit 13 über zwei elektrische Leitungen 14b und 14c mit der Vergleichseinrichtung 11 derart verbunden, dass die Vergleichseinrichtung 11 auf jeder Leitung 14b, 14c ein Ereignissignal B1 bzw. B2 bereitstellen kann. Alternativ kann die Verbindung zwischen der Recheneinheit 13 und der Vergleichseinrichtung 11 drahtlos sein. Dadurch, dass die Vergleichseinrichtung 11 jedes Mal ein Ereignissignal B1 bzw. B2 bereitstellt, wenn ein entsprechendes Geräuschsignal A1, A2 den Referenzwert davon überschreitet, ist die Recheneinheit 13 so konfiguriert, dass sie die Anzahl jedes Ereignissignals B1, B2 pro Zeitperiode zählt und um einen Mittelwert MW dieser Zahlen zu berechnen und ein Schmiersignal C, jedes Mal wenn der Mittelwert MW einen vorbestimmten oder dynamisch eingestellten Referenzmittelwert überschreitet, bereitzustellen. Die Recheneinheit 13 kann hier zwei oder mehr Zähleinheiten 13a und 13b umfassen, wobei jede Zähleinheit 13a, 13b die Anzahl eines der zwei oder mehr Ereignissignale B1, B2 pro Zeitabschnitt zählt, bevor die Recheneinheit 13 den Mittelwert MW davon berechnet.
Wie in der Ausführungsform von 1 ist das Schmiersignal C in der Ausführungsform von 3 vorgesehen, um mittels einer Anzeigeeinrichtung 15 einen Schmierbedarf der Schneidkette 3 anzuzeigen.
Wie in der Ausführungsform von 2 ist das Schmiersignal C in der Ausführungsform von 4 vorgesehen, um über eine Leitung 16 oder drahtlos eine Aktivierung der Pumpe 7 zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 oder zum Aktivieren des Ventils zum Öffnen und Schließen der Zufuhr von Schmierfluid zu der Pumpe 7 auszulösen.
Eine Kombination der Ausführungsformen gemäß 1 und 2 und 3 bzw. 4 ist ebenfalls möglich.
Es ist zu beachten, dass die oben erwähnte Zeitdauer (Torzeit), während der die Anzahl der Ereignissignale B, B1, B2 gezählt werden und wonach die Recheneinheit 13 oder die Zähleinheiten 13a, 13b zurückgesetzt wird, in den dargestellten Ausführungsformen auf eine Sekunde eingestellt wird, sie kann jedoch selbstverständlich variieren, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Eine geeignete Einschaltzeit kann typischerweise zwischen 10 Millisekunden und 2 Sekunden liegen. Die vorbestimmte Anzahl von Ereignissignalen B, B1, B2, die zum Bereitstellen des Schmiersignals C erforderlich sind, können auch nach Bedarf und im Hinblick auf die Einstellung der Zeitdauer variieren, während der gezählt wird. Somit kann die Ereignissignalreferenzrate während der normalen Schmierung auf z.B. zwischen 20 und 1000 Ereignissignalen pro Zeitperiode, wie etwa 200 Ereignissignalen pro Zeitperiode (z. B. eine Sekunde), gesetzt sein. Zum Starten und Stoppen der Schmierung können unterschiedliche Ereignissignalraten verwendet werden. Beispielsweise kann die Signalverarbeitungsanordnung 10 so konfiguriert sein, dass sie die Schmierung mit einer relativ höheren Ereignissignalreferenzrate, wie beispielsweise 200 Ereignissen/Sekunde, startet und die Schmierung mit einer relativ niedrigeren Ereignissignalreferenzrate, wie beispielsweise 150 Ereignissen/Sekunde, stoppt. Alternativ ist es möglich, die Anzahl der Ereignissignale B, B1, B2 pro Zeitperiode während der Schmierung zu zählen und wenn die Anzahl konstant ist, bedeutet dies, dass die Schmierung ohne Probleme durchgeführt wird. Dann wird die Schmierung nach einer bestimmten Zeitspanne unterbrochen oder erneut gestartet, oder wenn die Ereignissignalrate relativ zu der Dauerzustandsrate um eine bestimmte Anzahl angestiegen ist. Danach wird eine Schmierung durchgeführt, bis die Anzahl der Ereignissignale B, B1, B2 pro Zeitperiode wiederum konstant ist.
In einer weiteren Alternative kann die Geschwindigkeit der Schmiermittelpumpe oder die Ventilöffnungsgröße variabel proportional zu der Ereignissignalrate eingestellt werden, so dass eine hohe Ereignissignalrate einen hohen Schmiermittelfluss auslöst, während eine niedrige Signalrate einen niedrige Schmiermittelfluss auslöst.
Die Zeit zum Durchführen der Schmierung kann variieren. Normalerweise dauert es etwa 5 bis 10 Sekunden, um die Anzahl der Ereignissignale B, B1, B2 pro Zeitperiode zu verringern, d.h. die Ereignissignalrate unter der Ereignissignalreferenzrate, aber die Schmierung wird unter allen Umständen durchgeführt, bis dies erreicht ist. Wenn dementsprechend die Anzahl der Ereignissignale B pro Zeitperiode oder der Mittelwert MW der Ereignissignale B1, B2 pro Zeitperiode unter die Referenzanzahl pro Zeitperiode abgesunken ist, wird kein Schmiersignal C mehr zum Anzeigen eines Schmierbedarfs der Schneidkette 3 bereitgestellt und die Anzeigeeinrichtung 15 kann anzeigen, dass die Schmierung unterbrochen werden kann, oder ein Schmiersignal C wird nicht mehr bereitgestellt, um die Aktivierung der Pumpe 7 oder des damit verbundenen Ventils auszulösen und der Betrieb der Pumpe 7 oder des Ventils wird automatisch unterbrochen.
Ähnlich wie bei Verwendung der Anzahl der Ereignissignale B, B1, B2 pro Zeitperiode oder einem Mittelwert davon, ist es möglich, stattdessen die Anzahl der Ereignissignale pro Kettenbewegungsstreckeneinheit oder einen Mittelwert davon für denselben Zweck zu verwenden, d.h. zum Bereitstellen eines Schmiersignals C zum Anzeigen eines Schmierbedarfs der Schneidkette 3 durch eine Anzeigeeinrichtung 15 und/oder zum Auslösen einer Aktivierung der Pumpe 7 zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 oder zum Auslösen Aktivierung des Ventils zum Öffnen und Schließen der Zufuhr von Schmierfluid zu der Pumpe 7.
In einer schematisch in 5 dargestellten Ausführungsform, kann die Signalverarbeitungsanordnung 10 eine Anzeigeeinrichtung 15 eines beliebigen geeigneten Typs umfassen. Die Signalverarbeitungsanordnung 10 kann das mindestens eine Geräuschsignal A von einem akustischen Sensor 9a der Sensoranordnung 9 in ein Signal C1 verarbeiten, um einen Schmierbedarf der Schneidkette 3 als Reaktion auf das Geräuschsignal anzuzeigen. Dieser Anzeigeeinrichtung 15 sowie der Anzeigeeinrichtung 15 in den Ausführungsbeispielen von 1 und 3 können eine LED (Leuchtdiode) umfassen, die das Geräuschsignal A in Licht umwandelt. Die Anzeigeeinrichtung 15 ist in der dargestellten Ausführungsform von 5 mit der Sensoranordnung 9 mittels einer elektrischen Leitung 17 wirkverbunden, die Verbindung kann jedoch auch drahtlos sein.
Es ist zu beachten, dass die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und zwischen der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2 und deren Bauteile durch mehrere verschiedene Parameter beeinflusst wird. Dementsprechend steigt die Reibung z.B. wenn die Kettensäge in Gebrauch ist und die Geschwindigkeit der Schneidkette 3 relativ hoch ist. Mit der erhöhten Reibung wird das dadurch erzeugte Geräusch erhöht und damit auch die Anzahl der bereitgestellten Ereignissignale B, B1, B2, jedes Mal, wenn ein Geräuschsignal A, A1, A2 den Referenzwert davon überschreitet, der einen Referenzrauschpegel anzeigt. Die Drehzahl des Antriebsmotors oder die Geschwindigkeit der Schneidkette 3 kann in einem Algorithmus zur Optimierung der Schmierung verwendet werden, wenn Schmierung erforderlich ist.
Die Spannung der Schneidkette 3 beeinflusst auch die Reibung zwischen den Schneidkettengliedern und zwischen der Schneidkette 3 und der Führungsschiene 2, sowie den Bauteilen der Führungsschiene. Die Reibung steigt mit der Spannung und damit das Geräusch, das durch die Reibung erzeugt wird. Das erhöhte Geräusch erhöht die Rate der dadurch verursachten Ereignissignale B, B1, B2 und zeigt damit an, dass Schmierung benötigt wird.
Die erhöhte Rate der Ereignissignale B, B1, B2 pro Zeitspanne oder pro Kettenbewegungsstreckeneinheit und somit die erhöhte Reibung können daher auch in einer Anwendung zum Anzeigen einer möglichen Notwendigkeit einer Einstellung der Schneidkette verwendet werden. Wenn ein Schmierbedarf festgestellt wurde, beispielsweise wie oben beschrieben, und die Schmierung durch manuelles oder automatisches Aktivieren der Pumpe 7 oder des Pumpenventils durchgeführt wurde, ohne dass eine ausreichende Verringerung der Reibung festgestellt wurde, z.B. indem keine ausreichende Verringerung der Anzahl von Ereignissignalen B, B1, B2 pro Zeitspanne oder pro Kettenbewegungsstreckeneinheit festgestellt wurde, und folglich ohne eine Verringerung der Anzahl von Schmiersignalen C zu erfassen, ist dies ein Hinweis darauf, dass die Spannung der Schneidkette 3 zu hoch sein kann. Somit können die Erfassungsanordnung 8 und die Signalverarbeitungsanordnung 10 der Erfindung dazu beitragen, die Notwendigkeit einer Kontrolle und gegebenenfalls Einstellung der Spannung der Schneidkette 3 anzuzeigen. Das Fehlen einer erwarteten Verringerung der Reibung trotz Schmierung kann auch als Anzeigeeinrichtung „Ölbehälter leer“, oder als allgemeine Fehleranzeige, verwendet werden, die dem Benutzer mitgeteilt werden kann oder eine vorübergehende Deaktivierung der Kettensäge auslöst.
Reibungsmessungen unter Verwendung der oben beschriebenen Erfassungs- und Signalverarbeitungsanordnungen 8, 10 können während der Kettenbeschleunigung ausgelöst werden, beispielsweise wenn ein oder mehrere vorbestimmte Drehzahlwerte durchlaufen werden. Die Reibungsmessungen können während einer vorbestimmten Zeitdauer oder bis zum Erreichen eines anderen Drehzahlwerts oder beidem erfolgen. Reibungswerte, die bei bestimmten Umdrehungszahlen und/oder unter bestimmten Betriebsbedingungen erhalten werden, können unterschiedliche Gewichtungen erhalten, beispielsweise 0 (verworfen), 1 oder einen beliebigen Wert dazwischen, wenn sie als Grundlage für die Bestimmung verwendet werden, ob Schmierbedarf besteht. Gemäß einer Ausführungsform können Reibungswerte, die während des Freilaufs der Kettensäge erhalten werden, d.h. wenn die Schneidkette nicht mit einem zu schneidenden Gegenstand in Eingriff steht, eine höhere Gewichtung erhalten als Reibungswerte, die bei Belastung der Kettensäge erhalten werden, d.h. während Schneiden. Zum Beispiel kann die Signalverarbeitungsanordnung 10 konfiguriert sein, um einen Schmierbedarf auf Grundlage von akustischen Geräuschsignalen A zu bestimmen, die erhalten werden, wenn der Antriebsmotor 6 mit einer maximalen Geschwindigkeit arbeitet, wobei die maximale Geschwindigkeit durch eine den Antriebsmotor 6 steuernde Steuerung bestimmt werden kann.
6 zeigt schematisch ein alternatives Verfahren zum Bestimmen eines Betriebszustands der Kettensäge, wobei das alternative Verfahren zur Gewichtung von Reibungswerten oder zum Auslösen von Reibungsmessungen verwendet werden kann. Das Verfahren verwendet eine wie oben beschriebene Erfassungsanordnung 8, die konfiguriert ist, um eine Rate R von Ereignissignalen B (1), beispielsweise pro Zeiteinheit, zu erfassen. Das Diagramm zeigt die Drehzahl (RPM, engl. revolutions per minute; Umdrehungen pro Minute, U/min) des Antriebsmotors 6 und die Ereignissignalrate R, die von der Signalverarbeitungsanordnung 10 in einem Szenario bestimmt wird, in dem der Motor 6 unter Freilaufbedingungen beschleunigt wird und danach zu einem Zeitpunkt t₁ durch in Kontakt bringen der Kette 3 mit einem zu schneidenden Gegenstand unter Last gesetzt wird. Vor dem Zeitpunkt t₁ folgt die Ereignissignalrate der Drehzahl, während sich zum Zeitpunkt t₁ die Drehzahl verringert, während die Reibung, dargestellt durch die Rate R, zunimmt. Die Erfassung eines Signalverhaltens, das dem bei t₁ dargestellten entspricht (wenn Ableitungen von R und RPM gegensätzliche Vorzeichen erhalten), kann als Anzeigeeinrichtung dafür verwendet werden, dass die Kettensäge nicht mehr frei läuft. Gemäß einem Beispiel kann die Kettensäge, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren, konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob es erforderlich ist, die Kette auf Grundlage des akustischen Geräuschsignals A (1) oder der Ereignissignalrate R₀ zu einem Zeitpunkt t₀ zu schmieren, wann immer die Drehzahl einen Referenzdrehzahlwert RPM₀ durchläuft. Der gemessenen Reibung kann die Gewichtung 0 oder 1 zugewiesen werden, basierend darauf, ob ein Eingriff mit dem zu schneidenden Gegenstand erfasst worden ist, so dass irgendwelche Werte der Reibung unter Last verworfen werden (Gewichtung = 0). Wenn sich die Kettensäge zu t₂ von dem zu schneidenden Gegenstand löst, erhalten die Ableitungen von R und RPM wieder die gleichen Vorzeichen, und alle gemessenen Reibungswerte können wieder die Gewichtung 1 erhalten.
Als abschließende Bemerkung sollte hinzugefügt werden, dass die Signalverarbeitungsanordnung 10, einschließlich gegebenenfalls einer Vergleichseinrichtung 11 und einer Recheneinheit 13, in einer beliebigen geeigneten analogen oder digitalen Elektronik, beispielsweise einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder dergleichen implementiert werden kann.
Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass die Kettensäge gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche modifiziert und geändert werden kann, ohne von der Idee und dem Zweck der Erfindung abzuweichen. Somit können, wie gesagt, die Anzahl, das Design und der Ort der akustischen Sensoren, die die Sensoranordnung definieren, je nach ihrer jeweiligen beabsichtigten Anwendung variieren. Die Vergleichseinrichtung kann modifiziert sein, um eine beliebige Anzahl von Rausch- bzw. Ereignissignalen zu empfangen, zu vergleichen und zu senden. Die Recheneinheit kann so modifiziert sein, dass sie eine beliebige Anzahl von Ereignissignalen empfängt. Wie oben bereits angedeutet, können die Signalverarbeitungsanordnungen/Recheneinheit konfiguriert sein, um ein Schmiersignal bereitzustellen, das zum Anzeigen des Schmierbedarfs der Schneidkette sowie zum Auslösen der Aktivierung einer Pumpe oder eines Ventils für eine Pumpe zum Zuführen eines Schmierfluids zu mindestens einem Punkt entlang der Anordnung der Schneidkette und der Führungsschiene verwendet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010/0043234 A1 [0003]

Claims

Eine Kettensäge umfassend - eine Führungsschiene (2); - eine endlose Schneidkette (3), die so montiert ist, dass sie sich um die Führungsschiene (2) dreht; - einen Antriebsmotor (6) zum Antreiben der Schneidkette (3); - eine Erfassungsanordnung (8), die konfiguriert ist, um einen Schmierbedarf der Schneidkette (3) zu erfassen; und - eine Signalverarbeitungsanordnung (10) zum Verarbeiten von Informationen von der Erfassungsanordnung (8), wobei die Kettensäge dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erfassungsanordnung (8) eine Sensoranordnung (9) umfasst, die einen ersten akustischen Sensor (9a, 9b, 9c) umfasst; wobei die Sensoranordnung (9) konfiguriert ist, um eine Reibung zu erfassen, die sich auf die Schneidkette (3) und die Führungsschiene (2) bezieht, indem ein akustisches Geräusch gemessen wird, das durch die Reibung erzeugt wird, wenn die Schneidkette so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene dreht.
Kettensäge nach Anspruch 1, wobei der erste akustische Sensor (9a, 9b, 9c) so konfiguriert ist, dass er bei einer akustischen Geräuschfrequenz der Reibung mitschwingt; und/oder wobei der erste akustische Sensor (9a, 9b, 9c) so konfiguriert ist, dass er bei einer Ultraschallresonanzfrequenz, z.B. zwischen 20 und 1000 KHz; vorzugsweise mehr als 50 kHz; und noch bevorzugter zwischen 100 und 500 KHz, mitschwingt; und/oder wobei der erste akustische Sensor (9a, 9b, 9c) ein piezoelektrischer Sensor ist.
Kettensäge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungsanordnung (8) an der Kettensäge in physischem Kontakt mit der Führungsschiene (2) oder direkt an der Führungsschiene (2) angebracht ist.
Kettensäge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (9) konfiguriert ist, um der Signalverarbeitungsanordnung (10) ein erstes Geräuschsignal (A, A1, A2) bereitzustellen, das das durch die Reibung in Bezug auf die Schneidkette (3) und die Führungsschiene (2) erzeugte Geräusch anzeigt; insbesondere, wobei die Sensoranordnung (9) einen zweiten akustischen Sensor (9a, 9b, 9c) umfasst, der zum Messen des durch die Reibung in Bezug auf die Schneidkette (3) und die Führungsschiene (2) erzeugte Geräuschs konfiguriert ist, wobei der zweite Sensor (9a, 9b, 9c) konfiguriert ist, ein zweites dies anzeigendes Geräuschsignal (A1; A2) bereitzustellen; insbesondere, wobei der erste und der zweite akustische Sensor (9a, 9b, 9c) unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben.
Kettensäge nach Anspruch 4, wobei die Signalverarbeitungsanordnung (10) konfiguriert ist, das erste Geräuschsignal (A, A1, A2) mit einem Geräuschsignalreferenzwert zu vergleichen und ein Ereignissignal (B, B1, B2) auf Grundlage des Geräuschsignals bereitzustellen, das den Geräuschsignalreferenzwert überschreitet; insbesondere, wobei die Signalverarbeitungsanordnung (10) konfiguriert ist, um eine Rate von Ereignissignalen (B, B1, B2) zu bestimmen und ein Schmiersignal (C) auf Grundlage der Ereignissignalrate zu erzeugen, die eine Ereignissignalreferenzrate übersteigt.
Kettensäge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalverarbeitungsanordnung konfiguriert ist, um ein Schmiersignal auf Grundlage einer Drehzahl des Antriebsmotors zu erzeugen; und/oder ferner umfassend eine Anzeigeeinrichtung (15), die mit der Sensoranordnung (9) wirkverbunden ist und konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Geräuschsignal (A) einem Benutzer anzuzeigen, dass eine Schmierung der Schneidkette (3) erforderlich ist; und/oder wobei die Signalverarbeitungsanordnung (10) so konfiguriert ist, dass sie basierend auf einer erfassten Änderung oder einem Fehlen einer Änderung der Reibung nach einer Schmierung eine mögliche Notwendigkeit einer Einstellung der Spannung der Schneidkette anzeigt.
Verfahren zum Erkennen des Schmierbedarfs einer Schneidkette (3) einer Kettensäge, wobei das Verfahren umfasst: - Betreiben einer Schneidkette, so dass sie sich um eine Führungsschiene dreht; - Messen eines akustischen Geräusches, das durch Reibung erzeugt wird, wenn die Schneidkette so betrieben wird, dass sie sich um die Führungsschiene dreht; und - basierend auf dem gemessenen akustischen Geräusch, Erzeugen eines ersten Geräuschsignals (A, A1, A2).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Messen des akustischen Geräusches umfasst: Messen des akustischen Geräusches bei einer Ultraschallfrequenz, beispielsweise zwischen 20 und 1000 KHz; vorzugsweise mehr als 50 kHz; und noch bevorzugter zwischen 100 und 500 KHz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Sensoranordnung (9) konfiguriert ist, um einer Signalverarbeitungsanordnung (10) ein erstes Geräuschsignal (A, A1, A2) bereitzustellen, das das durch die Reibung in Bezug auf die Schneidkette (3) und die Führungsschiene (2) erzeugte Geräusch anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Messen des akustischen Geräusches das Messen des akustischen Geräusches an zwei räumlich getrennten Positionen umfasst; und/oder wobei das Messen des akustischen Geräusches das Messen des akustischen Geräusches bei zwei getrennten Frequenzen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner umfassend Vergleichen des ersten Geräuschsignals (A, A1, A2) mit einem Geräuschsignalreferenzwert und Erzeugen von mindestens einem Ereignissignal (B, B1, B2) auf Grundlage des Geräuschsignals, das den Geräuschsignalreferenzwert überschreitet; insbesondere, wobei das Verfahren ferner umfasst Zählen einer Rate von Ereignissignalen (B, B1, B2) und Erzeugen eines Schmiersignals (C) basierend auf der Ereignissignalrate, die eine Ereignissignalreferenzrate überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, umfassend - Bestimmen, ob die Kettensäge frei läuft; und - basierend auf der Bestimmung, feststellen, ob ein Schmieren der Schneidkette erforderlich ist; und/oder ferner umfassend das Anzeigen eines Schmierbedarfs der Schneidkette (3) an einen Benutzer; und/oder ferner umfassend, basierend auf einer erfassten Änderung oder dem Fehlen einer Änderung der Reibung nach einer Schmierung, eine mögliche Notwendigkeit einer Einstellung der Spannung der Schneidkette (3) anzuzeigen.
Verwendung der Erfassungsanordnung (8) und der Signalverarbeitungsanordnung (10) der Kettensäge nach einem der Ansprüche 1 bis 6 um eine mögliche Notwendigkeit einer Einstellung der Spannung der Schneidkette (3) anzuzeigen.