DE3250056C2

DE3250056C2 - Safety system for hand-held power tool

Info

Publication number: DE3250056C2
Application number: DE19823250056
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7057 Leutenbach De Bortfeld; Eberhard Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Schieber; Guenter Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen De Dietzsch
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1982-05-03
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2002-05-04

Abstract

The safety system, esp. for a chain saw driven by combustion engine or by electric motor, has a switch on the front handgrip and a switch on the rear handgrip. At least the front switch has two conductors. At least one of the two conductors (7,8) moves so that the drive is switched off when the saw is carried by the front handgrip (2).The moving conductor bands touch the second conductor and makes elec. contact with it. The conductors may be flexible bands separated by insulating spacers (6a6b) and extending the length of the handgrip

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a safety device according to the Preamble of claim 1.

Es ist eine Sicherheitseinrichtung dieser Art für eine Mo torkettensäge bekannt, deren Sägekette von einem Verbren nungsmotor angetrieben wird (US 31 31 277). Für die Beid handsicherung sind zwei Bedienungselemente vorgesehen, von denen das eine ein elektrischer Schalter ist, der den Zünd stromkreis des Motors kurzschließt. Bei Betätigung des Schalters wird der Kurzschluß aufgehoben, und der Motor kann anlaufen, wenn auch der Gashebel betätigt wird, der das an dere Bedienungselement bildet. Wenn der Haltegriff, an dem sich der elektrische Schalter befindet, vom Benutzer des Ge rätes losgelassen und dadurch der Zündstromkreis kurzge schlossen wird, so fällt die Motordrehzahl ab. Bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl wird der Antrieb der Sägekette abge schaltet, da sich im Antrieb üblicherweise eine Fliehkraft kupplung befindet. Danach kommt der Motor zum Stillstand. Bei erneuter Inbetriebnahme verzögert sich der Antrieb der Sägekette, weil der Motor zunächst über die Leerlaufdrehzahl hinaus seine Betriebsdrehzahl erreichen muß.It is a safety device of this type for a mo Chainsaw known, the saw chain from a scorching voltage motor is driven (US 31 31 277). For the two hand control, two controls are provided, by which one is an electrical switch that turns on the ignition circuit of the motor shorts. When pressing the Switch is released and the motor can start up when the throttle control is activated, which turns on the whose control forms. If the handle on which the electrical switch is located by the user of the Ge advised released and thereby the ignition circuit short is closed, the engine speed drops. When reached the idle speed is the drive of the saw chain switches because there is usually a centrifugal force in the drive clutch is located. The engine then comes to a standstill. When starting up again, the drive of the Saw chain because the engine initially runs at idle speed must also reach its operating speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheits einrichtung so auszubilden, daß sie auch bei elektromoto risch angetriebenen Geräten eingesetzt werden kann, wobei sowohl bei diesen als auch beim Antrieb mit Verbrennungsmo tor nach einer gewollten Betriebsunterbrechung ein unverzö gertes Einsetzen des Werkzeugantriebs möglich sein soll.The invention has for its object the security to design the facility so that it can also be used for electric motors rically driven devices can be used, whereby both with these and with the drive with combustion engine gate after an intentional business interruption it should be possible to insert the tool drive.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Hierdurch wird erreicht, daß der den Werkzeugantrieb steuernde Stromkreis bei Betäti gung des einen Bedienungselementes aktiviert und mittels der elektronischen Sperreinrichtung lediglich gesperrt ist, so lange der das andere Bedienungselement bildende Schalter nicht betätigt wird, über den die Sperre unverzögert aufzu heben ist.The object is achieved according to the invention in a generic Safety device with the characteristic Feature of claim 1 solved. This ensures that the circuit controlling the tool drive at actuation supply of one control element activated and by means of electronic locking device is only locked, so long the switch forming the other control element is not actuated, via which the lock opens without delay is lifting.

Ist für den Antrieb ein Verbrennungsmotor vorgesehen, so ist die Sperreinrichtung Bestandteil einer elektronischen Steu ereinrichtung, die nach dem Einschalten des Motors dessen Drehzahl auf Leerlaufdrehzahl begrenzt, so daß das Werkzeug - bei einer Motorkettensäge die Sägekette - nicht angetrie ben wird. Sobald das Sperrglied mittels des elektrischen Schalters in seinen unwirksamen Zustand umgesteuert wird, wird ohne merkliche Verzögerung die Betriebsdrehzahl er reicht und damit das Werkzeug angetrieben. Der Motor wird daher beim Loslassen des den elektrischen Schalter aufwei senden Haltegriffes nicht abgeschaltet, sondern nur vom An trieb getrennt, so daß mit dem Gerät sofort weitergearbeitet werden kann, sobald der betreffende Haltegriff wieder erfaßt wird, vorausgesetzt, daß das andere Bedienungselement betä tigt bleibt. Trotzdem ist sichergestellt, daß das Gerät beim Arbeiten mit angetriebenem Werkzeug mit beiden Händen gehal ten und geführt werden muß.If an internal combustion engine is provided for the drive, then the locking device is part of an electronic tax establishment that after turning on the engine Speed limited to idle speed, so the tool - the saw chain on a motor chain saw - not driven will. Once the locking member by means of the electrical Switch is switched to its ineffective state, the operating speed will increase without noticeable delay is enough to drive the tool. The engine will therefore when you let go of the electrical switch Send handles not switched off, but only from the on drifted separately, so that the device continued to work immediately can be as soon as the handle in question is grasped again is provided that the other control is actuated remains. Nevertheless, it is ensured that the device Work with powered tools with both hands and must be managed.

Bei einem elektromotorisch angetriebenen Gerät liegt die Sperreinrichtung im Stromversorgungskreis des Motors. Die Betriebsspannung wird dabei mittels des einen Bedienungsele mentes angelegt, das beispielsweise ein zweipoliger Schalter ist, und der Stromkreis wird durch Umsteuern des Sperrglie des geschlossen, sobald der elektrische Schalter betätigt wird, der das andere Bedienungselement bildet.In the case of a device driven by an electric motor, the Locking device in the power supply circuit of the motor. The Operating voltage is by means of a control panel mentes that, for example, a two-pole switch is, and the circuit is by reversing the ratchet closed as soon as the electrical switch is actuated that forms the other control element.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü chen 2 bis 7.Further features of the invention result from the claims Chen 2 to 7.

Die Erfindung wird anhand mehrerer in den Zeichnungen darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by several in the drawings illustrated embodiments explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Motorkettensäge mit Sicherheitseinrichtung schematisch in Draufsicht, Fig. 1 is a power chain saw with a safety device schematically, in plan view,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Steuerung des Verbren nungsmotors der Motorkettensäge nach Fig. 1, un ter Einbeziehung eines Schalters der Sicherheits einrichtung, Fig. 2 is a block diagram for controlling the voltage Burn engine of the chain saw according to Fig. 1, un ter inclusion of a switch of the safety device,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerung des Elektro motors eines handgeführten Gerätes mit Sicher heitseinrichtung, 3 is a block diagram of a controller of the electric motor of a hand-held device integrated device. With Sure

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungs form der Steuerung des Elektromotors eines hand geführten Gerätes mit Sicherheitseinrichtung. Fig. 4 is a block diagram of another embodiment form of the control of the electric motor of a hand-held device with a safety device.

Fig. 1 zeigt schematisch in Draufsicht eine in bekannter Bauweise mit Verbrennungsmotor ausgeführte Motorkettensäge, die ein Gehäuse 1 aufweist, an dem ein vorderer Griffbügel 2 und ein rückwärtiger Griff 3 zum Halten und Führen des Gerä tes befestigt sind. Die - nicht dargestellte - Sägekette läuft wie üblich auf einer Kettenschiene 4 um. Der rückwär tige Haltegriff 3 wird beim Arbeiten mit der rechten Hand gehalten und enthält ein Bedienungselement 5, das als Sperr hebel ausgeführt ist, der gleichzeitig mit dem (nicht darge stellten) Gashebel betätigt sein muß, um den Verbrennungsmo tor in Gang zu setzen. Diese Anordnung ist allgemein üblich und bedarf darum keiner näheren Erläuterung. Der Griffbügel 2 ist mit einem Schalter 6 versehen, der sich im Ausfüh rungsbeispiel über die gesamte Länge des oberen und des seitlichen, nach unten gerichteten Bügelabschnittes er streckt. Fig. 1 shows schematically in plan view a motor chain saw designed in a known design with an internal combustion engine, which has a housing 1 , to which a front handle 2 and a rear handle 3 are attached for holding and guiding the device. The - not shown - saw chain runs as usual on a chain bar 4 . The backward handle 3 is held when working with the right hand and contains an operating element 5 , which is designed as a locking lever, which must be operated simultaneously with the (not shown) throttle lever to set the combustion engine in motion. This arrangement is common and therefore requires no further explanation. The handle 2 is provided with a switch 6 , which extends in the exemplary embodiment, over the entire length of the upper and the lateral, downward-looking bracket section.

Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild die Steuerung des Zündstrom kreises für den Verbrennungsmotor mittels einer elektroni schen Steuereinheit 54 unter Einbeziehung des Schalters 6. Im Betrieb ist der Sperrhebel 5 zugleich mit dem (nicht dar gestellten) Gashebel mit der rechten Hand des Sägenführers betätigt und der Schalter 6 mit der linken Hand in Schließ stellung gehalten. Die Steuereinheit 54 wirkt als Drehzahl begrenzer für den Fall, daß der Schalter 6 geöffnet ist, also der Griffbügel 2 nicht von der Hand des Benutzers um faßt wird. Die Drehzahl des Motors wird dann auf die Leer laufdrehzahl begrenzt, so daß sie nicht ausreicht, den An trieb der Sägekette mit der Motorwelle zu kuppeln. Üblicher weise ist zwischen Motorwelle und Antrieb der Sägekette eine Fliehkraftkupplung angeordnet, die erst bei Überschreiten der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl die kraftschlüssige Ver bindung zum Antrieb herstellt. Fig. 2 shows a block diagram of the control of the ignition circuit for the internal combustion engine by means of an electronic control unit 54 including the switch 6 . In operation, the locking lever 5 is operated with the (not shown) throttle lever with the right hand of the saw operator and the switch 6 is held in the closed position with the left hand. The control unit 54 acts as a speed limiter in the event that the switch 6 is open, ie the handle 2 is not grasped by the hand of the user. The speed of the engine is then limited to the idle speed, so that it is not sufficient to couple the drive to the saw chain with the motor shaft. Usually, a centrifugal clutch is arranged between the motor shaft and the drive of the saw chain, which produces the non-positive connection to the drive only when the specified idle speed is exceeded.

In die Steuereinheit 54 ist eine Zündspule 58 einbezogen, die im normalen Betrieb wie üblich arbeitet und über eine (nicht dargestellte) Anschlußklemme mit impulsförmiger Zündspannung versorgt wird. Der Zündspule 58 ist eine Steuer schaltung 57 parallel geschaltet, die als Sperreinrichtung arbeitet. Sie überbrückt für die Dauer ihrer Einschaltung die Zündspule 58 im Nebenschluß, wobei also die Zündspannung kurzgeschlossen wird. Die Steuereinheit 54 enthält einen Drehzahlmesser 61, der die Drehzahl des Motors mißt und ein der Drehzahl proportionales Signal an einen nachgeschalteten Komparator 55 abgibt. In den Komparator 55 ist ein fester Soll wert eingegeben, der der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl ent spricht. Ist der gemessene Istwert der Drehzahl gleich oder größer als der Sollwert, so gibt der Komparator 55 ein Signal an eine elektronische Schalteinrichtung 56, die dadurch bei diesem Schwellwert eingeschaltet wird und die Steuerschal tung 57 in Betrieb setzt. Die Baugruppen 61, 55, 56 und 57 bilden einen Regelkreis; die Zündspannung wird kurzgeschlos sen, sobald die Drehzahl des Motors den Sollwert übersteigt, und der Kurzschluß wird aufgehoben, wenn nach diesem Ab schalten die Motordrehzahl auf einen unter dem Sollwert lie genden Wert abgesunken ist, so daß die Zündung wieder ein setzt und die Drehzahl wieder ansteigt. Die elektronische Schalteinrichtung 56 hat einen zweiten Eingang, der über eine Steuerleitung 59 an Masse gelegt werden kann, wodurch die Schalteinrichtung 56 gesperrt wird und die Steuerschal tung 57 nicht mehr in Betrieb setzen kann. In der Steuerlei tung 59 liegt der elektrische Schalter 6, der - wie be schrieben - geschlossen wird, sobald die Motorkettensäge am Griffbügel 2 gehalten wird. Durch Schließen des Schalters 6 wird der Regelkreis 61, 55, 56, 57 unterbrochen bzw. die von der Steuerschaltung 57 gebildete Sperreinrichtung unwirksam gemacht, so daß die Drehzahl des Motors auf den Betriebswert ansteigt und der Antrieb der Sägekette über die Fliehkraft kupplung ohne merkliche Verzögerung eingeschaltet wird.An ignition coil 58 is included in the control unit 54 , which works in normal operation as usual and is supplied with a pulsed ignition voltage via a connection terminal (not shown). The ignition coil 58 is a control circuit 57 connected in parallel, which works as a locking device. It shunts the ignition coil 58 in the bypass for the duration of its activation, so that the ignition voltage is short-circuited. The control unit 54 contains a tachometer 61 , which measures the speed of the engine and emits a signal proportional to the speed to a downstream comparator 55 . In the comparator 55 , a fixed target value is entered, which speaks ent the predetermined idling speed. If the measured actual value of the speed is equal to or greater than the target value, the comparator 55 sends a signal to an electronic switching device 56 , which is thereby switched on at this threshold value and sets the control circuit 57 into operation. The assemblies 61 , 55 , 56 and 57 form a control loop; the ignition voltage is short-circuited as soon as the speed of the engine exceeds the setpoint, and the short-circuit is removed if after this switch the engine speed has dropped to a value below the setpoint, so that the ignition starts again and the speed again increases. The electronic switching device 56 has a second input which can be connected to ground via a control line 59 , as a result of which the switching device 56 is blocked and the control circuit 57 can no longer be put into operation. In the Steuerlei device 59 is the electrical switch 6 , which - as be written - is closed as soon as the chain saw is held on the handle 2 . By closing the switch 6 , the control circuit 61 , 55 , 56 , 57 is interrupted or the locking device formed by the control circuit 57 is rendered ineffective, so that the speed of the motor increases to the operating value and the drive of the saw chain via the centrifugal clutch without noticeable delay is switched on.

Wenn die Motorkettensäge bei eingeschaltetem Sperrhebel 5 nicht oder nicht mehr am Griffbügel 2 gehalten wird, ist der Schalter 6 geöffnet. Damit ist die Regelung bzw. Steuerung wirksam, so daß die Motordrehzahl bis zur Leerlaufdrehzahl absinkt und der Antrieb der Sägekette über die Fliehkraft kupplung unterbrochen ist. Dabei ist der Verbrennungsmotor nicht stillgesetzt, sondern behält die vorgegebene, dem Schwellwert entsprechende Leerlauf-Drehzahl, so daß zum Be ginn oder zum Fortsetzen der Arbeit mit der Motorsäge nur der Griffbügel 2 erneut erfaßt werden muß, wodurch der Schalter 6 geschlossen wird. Mit einem Kurzschlußschalter 60 kann die Zündspannung im Gefahrenfalle auch in bekannter Weise vollständig kurzgeschlossen und damit der Motor abge schaltet werden.If the motor chain saw is not or is no longer held on the handle 2 with the locking lever 5 switched on, the switch 6 is open. So that the regulation or control is effective so that the engine speed drops to idle speed and the drive of the saw chain is interrupted via the centrifugal clutch. Here, the internal combustion engine is not stopped, but maintains the predetermined, the threshold value corresponding idle speed, so that at the start or to continue working with the chainsaw only the handle bar 2 must be detected again, whereby the switch 6 is closed. With a short-circuit switch 60 , the ignition voltage in the event of danger can also be completely short-circuited in a known manner and the engine can thus be switched off.

Die Fig. 3 und 4 zeigen je eine Schaltungsanordnung für eine elektromotorisch angetriebene Motorkettensäge, die prinzi piell gleich aufgebaut ist, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei das Bedienungselement 5 ein zweipoliger elektrischer Schalter ist, der im Stromversorgungskreis 64 des Elektromotors M liegt. Als Speisespannung ist Netz-Wechselspannung vorgese hen. FIGS. 3 and 4 each show a circuit arrangement for an electric motor-driven chain saw, which is Prinzi constructed Piell same as in Fig. 1, wherein the operating element 5 is a two pole electrical switch, which is the electric motor M in the power supply of 64. Mains AC voltage is provided as the supply voltage.

Der Schalter 6 liegt in einem Stromkreis 62, mit dem ein elektronischer Schalter 63 gesteuert wird, der die Sperrein richtung bildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser elektronische Schalter 63 ein Triac, der also aus zwei antiparallel geschalteten Siliziumgleichrichtern (SCR) besteht. Der Triac 63 liegt im Stromversorgungskreis 64 des Motors M. Solange der Schalter 6 geöffnet ist, bleibt der elektronische Schalter 63 in beiden Richtungen gesperrt, so daß der Elektromotor M nicht anlaufen kann. Wird der Schal ter 6 geschlossen, so werden die beiden Dioden des Triac 63 entsperrt, und damit wird der Stromversorgungskreis 64 für den Motor M geschlossen, wenn auch der Schalter 5 betätigt ist.The switch 6 is in a circuit 62 with which an electronic switch 63 is controlled, which forms the locking direction. In the exemplary embodiment shown, this electronic switch 63 is a triac, which therefore consists of two silicon rectifiers (SCR) connected in anti-parallel. The triac 63 is in the power supply circuit 64 of the motor M. As long as the switch 6 is open, the electronic switch 63 remains blocked in both directions, so that the electric motor M cannot start. If the switch ter 6 is closed, the two diodes of the triac 63 are unlocked, and thus the power supply circuit 64 for the motor M is closed when the switch 5 is actuated.

Wird der Motor M mit Gleichstrom gespeist, z. B. aus einer Bat terie, so kann als elektronischer Schalter 63 beispielsweise ein Thyristor oder ein Transistor verwendet werden, der bei geöffnetem Schalter 6 gesperrt ist und über den Steuerkreis 62 entsperrt wird, sobald der Schalter 6 geschlossen wird.If the motor M is fed with direct current, e.g. B. from a bat tery, for example, a thyristor or a transistor can be used as the electronic switch 63 , which is locked when the switch 6 is open and is unlocked via the control circuit 62 as soon as the switch 6 is closed.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 liegt im Stromversor gungskreis 64 des Motors M ebenfalls der elektronische Schalter 63, der in diesem Fall über eine logische Schaltung 66 betä tigt wird, die ihrerseits durch Schließen des Schalters 6 in Betrieb gesetzt wird. Die logische Schaltung 66 kann eine Schaltung zur Drehzahlsteuerung enthalten, mit der der elek tronische Schalter 63 stetig von seiner Schließstellung in die Öffnungsstellung übergeht, so daß der Motor M einen stetig bis zum Maximalwert ansteigenden Betriebsstrom erhält und damit seine Nenndrehzahl nur allmählich erreicht. Außerdem oder statt dessen kann die logische Schaltung 66 als Überlastsi cherung wirksam sein und/oder als eine Operation eine Tempe raturüberwachung für den Motor M ausführen. In jedem Fall wird die logische Schaltung 66 durch Schließen des Schalters 6 über den Steuerstromkreis 62 wirksam gemacht, um den elektroni schen Schalter 63 zu entsperren. Hat die logische Schaltung 66 auch Überwachungsfunktionen, so kann sie den elektroni schen Schalter 63 auch dann sperren, wenn der Schalter 6 geschlossen ist.In the embodiment of Fig. 4 is located in the power sup ply circle 64 of the motor M also the electronic switch 63, which is Untitled in this case via a logic circuit 66 betae, which in turn is put into operation by closing the switch 6. The logic circuit 66 may include a circuit for speed control, with which the electronic switch 63 continuously changes from its closed position into the open position, so that the motor M receives a steadily increasing operating current up to the maximum value and thus only gradually reaches its nominal speed. Additionally, or instead, logic circuit 66 may act as an overload protection and / or perform temperature monitoring for motor M as an operation. In any case, the logic circuit 66 is made effective by closing the switch 6 through the control circuit 62 to unlock the electronic switch 63 . If the logic circuit 66 also has monitoring functions, it can block the electronic switch 63 even when the switch 6 is closed.

Claims

1. Safety device for a hand-held device with motorized tool drive, in particular for a chain saw, in which two handles ( 2 and 3 ) are arranged on the housing ( 1 ) for carrying and guiding the device with both hands, one of each two operating elements ( 5 and 6 ) is assigned, both of which must be operated to operate the device, and of which at least one is designed as an electrical switch ( 6 ) with which the tool drive can be switched on and off, characterized in that by means of the switch ( 6 ) an electronic locking device ( 57 ; 63 ) is ineffective, which is in a circuit controlling the drive circuit.

2. Safety device according to claim 1, for an electric motor-operated device, characterized in that the locking device ( 63 ) in the power supply circuit ( 64 ) of the electric motor (M).

3. Safety device according to claim 2, characterized in that the locking device ( 63 ) is an electronic switch which can be reversed by means of the switch ( 6 ) from the locked state to the on state.

4. Safety device according to claim 3, characterized in that the switch ( 6 ) with the locking device ( 63 ) via a logic circuit ( 66 ) is coupled, the tion as an operating element for speed control, temperature monitoring and / or overload protection of the electric motor (M) and also actuates the switch ( 6 ) to unlock the locking device ( 63 ).

5. Safety device according to claim 1, for a device with an internal combustion engine for tool drive, characterized in that the electronic locking device ( 57 ) is part of an engine speed limiting the idle speed electronic control unit ( 54 ) which by switching the locking device ( 57 ) can be reversed by means of the switch ( 6 ) in an ineffective state.

6. Safety device according to claim 5, characterized in that the locking device ( 57 ) is one of the ignition coil ( 58 ) of the engine associated control circuit which suppresses the ignition pulses in their active state and which is connected to an electronic switching device ( 56 ) which, when the idle speed of the engine is exceeded, the locking device ( 57 ) can be switched into the active state and can be switched ineffective by means of the switch ( 6 ).

7. Safety device according to claim 6, characterized in that the electronic control unit ( 54 ) contains a speed of the motor receiving tachometer ( 61 ), which is followed by a comparator ( 55 ), the idle speed is entered as a setpoint, and at Exceeding the setpoint to the electronic switching device ( 56 ) gives a signal to activate the locking device ( 57 ).