DE3905612C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einer Kettensäge mit einer spannbaren Kettenbremse, welche durch einen elek­ tromagnetisch kontrollierten Auslösemechanismus ausgelöst werden kann, wobei der Auslösemechanismus einen von dem elek­ trischen System der Kettensäge versorgten Eingangsschaltkreis eines Verstärkers aufweist und eine Spannung erzeugt, welche beim Überschreiten einer dem Einschaltkreis des Verstärkers von dem elektrischen System der Kettensäge zugeleiteten Refe­ renzspannung V als ein Auslöseimpuls zu dem Verstärker ge­ leitet wird, um die Kettenbremse auszulösen.

Derartige Vorrichtungen finden bei motorgetriebenen Ketten­ sägen Anwendung und dienen dazu, im Fall eines Rückschlages der Kettensäge die Kette anzuhalten, um gefährliche Aus­ wirkungen auf die Bedienungsperson zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist eine auf die Kupplungstrommel des Kettenantriebes wirkende Bandbremse vorgesehen, welche von einem elektroma­ gnetisch kontrollierten Auslösemechanismus ausgelöst werden kann. Bei einer aus der DE-OS 36 16 653 bekannten Bremsein­ richtung ist ein Mikroprozessor vorgesehen, der die vom elek­ trischen System des Antriebsmotors abgeleitete Spannung mit einer Referenzspannung vergleicht und beim Überschreiten die­ ser Referenzspannung einen Auslöseimpuls erzeugt, durch den der elektromagnetische Auslösemechanismus aktiviert wird.

Die im Fall eines Rückschlages der Kettensäge auftretende Spannungsdifferenz, die letztlich den Auslöseimpuls für die Kettenbremse bewirkt, muß aus dem elektrischen System des An­ triebsmotors abgeleitet werden. Bei der Steuereinrichtung nach der DE-OS 35 19 802 werden hierzu die elektrischen Im­ pulse von dem Zündsystem in eine Spannung umgesetzt, die der Drehzahl proportional ist. Das Auslösen der Kettenbremse er­ folgt damit in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Drehzahl­ änderung, wie sie bei einem Rückschlag der Kettensäge auf­ tritt.

Eine andere Möglichkeit, die Kette bei einem Rückschlag anzu­ halten, besteht in der Ausnutzung der Massekräfte, die bei einem solchen Rückschlag auftreten. Eine derartige Anordnung ist aus der DE-OS 34 27 144 bekannt, wobei durch Verschwenken des Kettensägenkörpers gegenüber dem Handgriff ein mechani­ scher Auslöser betätigt wird, der die federbelastete Bremse auslöst.

Den bekannten Bremseinrichtungen ist gemeinsam, daß sie nur indirekt das Auslösen der Kettenbremse bewirken. Im Fall der DE-OS 36 16 653 bzw. der DE-OS 35 19 802 muß sich erst in Folge des Rückschlages die Motordrehzahl verringert haben, bis die Kette stillgesetzt wird. Das mechanische System nach der DE-OS 34 27 144 kann erst ansprechen, wenn sich der Rück­ schlag bis an den Handgriff ausgewirkt hat. Um die gefährli­ chen Auswirkungen eines Rückschlages zu vermeiden, sollte dieser jedoch so früh und so direkt wie möglich erfaßt wer­ den, d. h. am besten unmittelbar an der Kette.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bei einem Rückschlag in der Kettensäge auftretenden Kräfte sofort und unmittelbar zu erfassen und ein schnellstmögliches Auslösen der Kettenbremse zu bewirken.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend dem kennzeichnen­ den Teil des Anspruches 1 dadurch, daß der Auslösemechanismus ein piezoelektrisches Kristall enthält, welches in einer Be­ festigungseinheit für das Schwert der Kettensäge angeordnet ist und direkt die Kraftimpulse während eines Rückschlages am Schwert mißt.

Ein Rückschlag wird demnach dort erfaßt, wo er sich als er­ stes auswirkt, nämlich an dem die Kette führenden Schwert, das bei einem Rückschlag sehr starken Kräften, insbesondere in seiner Längsrichtung ausgesetzt ist. Das piezoelektrische Kristall ist an der Schwertbefestigung in einem Bereich ange­ ordnet, welcher sehr starke Stöße bei Rückschlägen erfährt. Das Kristall wandelt die mechanischen Impulse in elektrische um, die von dem Verstärkerschaltkreis als Auslöseimpuls ver­ wertet werden. Da das Kristall die Kräfte nur in einer Rich­ tung aufnimmt, kann es nicht zu Fehlfunktionen kommen. Es werden nur die Kräfte erfaßt, die beim Betrieb der Säge von der Kette kommen, und zwar nur die in Längsrichtung des Schwertes und der Kette wirkenden Kräfte. Dabei wird ein Rückschlag bereits erfaßt, bevor er sich über die im Sägenge­ häuse vorhandenen Dämpfungselemente in das Gehäuse und den Handgriff fortsetzt. Es kommt hinzu, daß ein piezoelektri­ sches Kristall ein vergleichsweise kostengünstiges Bauteil ist.

Um ein problemloses Nachspannen der Kette zu ermöglichen, wird das Kristall zweckmäßig zwischen einer Schraube zum Ein­ stellen des Schwertes und einem Anschlag innerhalb des Säge­ gehäuses angeordnet, wobei der Anschlag in Verlängerung der Schraube vorgesehen ist. Zur Erfassung der Rückschlagkräfte ist es zweckmäßig, die Längsrichtung der Schraube angenähert in Längsrichtung des Schwertes zu legen. Der Verstärker wird vorteilhaft aus einem Thyristor, einer Magnetspule und einem Kondensator gebildet und als Kontrollschaltkreis für den Aus­ lösemechanismus ausgelegt.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Kettensägen­ bremse und einer Kettenspannungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Kontrollschaltkreis für die Kettensägen­ bremse.

Der Bremsmechanismus ist in einer Abdeckung 10 des Kettensä­ gengehäuses angeordnet, und Fig. 1 zeigt die Innenseite der Abdeckung 10. Eine Maschinenwelle 11 mit einer darauf gela­ gerten Kupplungstrommel 12 sind schematisch als Kreise in derjenigen Position gezeigt, welche sie einnehmen, wenn die Abdeckung 10 auf dem Sägengehäuse montiert ist. Die Bremse beinhaltet in der Hauptsache ein Bremsband 13, eine Ver­ schlußvorrichtung 14 und einen Auslöser 15. Das Bremsband 13 ist mit einem Ende mit einem Befestigungselement 16 an der Abdeckung 10 befestigt und mit dem anderen Ende mit einem Führungselement 17 verbunden, welches beweglich in einem Zy­ linder 18 angeordnet ist. Die Verschlußvorrichtung 14 umfaßt eine Schraubenfeder 19, welche sich in dem Zylinder 18 befin­ det, eine Stange 20, an welcher das Führungselement 17 befe­ stigt ist, und einen Griff 21 mit einem Exzenter 22, um die Stange 20 mittels einer Schwenkbewegung gegen die Federkraft zu bewegen. Der Auslöser 15 besteht aus einem ringförmigen Permanentmagneten 23 mit an der Abdeckung 10 befestigten und sich im Winkel erstreckenden Polen und einer Vorrichtung 24 in Form eines um eine Welle 25 schwenkbaren Stabes, dessen eines leicht konisches Ende in eine Aussparung 26 der Stange 20 hineinragt, wenn der Stab von dem Permanentmagneten 23 an­ gezogen wird. Die magnetische Kraft ist so gewählt, daß sie der auf die Stange 20 wirkenden Federkraft widerstehen kann, so daß die Schraubenfeder 19 in ihrer zusammengedrückten Po­ sition verbleibt. Das Bremsband 13 ist dann lose um die Kupp­ lungstrommel 12 positioniert, welche deshalb frei rotieren kann.

Am Permanentmagneten 23 ist weiterhin eine elektromagnetische Wicklung 27 angeordnet, welche das magnetische Feld elimi­ niert, wenn sie erregt wird, so daß sich die Vorrichtung 24 frei um die Welle 25 verschwenken kann. Die Schraubenfeder 19 drückt dann sofort die Stange 20 und somit das Führungsele­ ment 17 gegen den Exzenter 22, wodurch das Bremsband 13 um die Kupplungstrommel 12 gespannt wird, welche dann stoppt. Die Bremskraft wird durch die Servokräfte unterstützt, welche entstehen, wenn das Bremsband 13 in der Drehrichtung der Kupplungstrommel 12 gespannt wird (Pfeil 28).

Der oben beschriebene Mechanismus ist aus der DE-OS 36 16 653 bekannt und wird hier als Beispiel für eine Bremse herangezo­ gen, bei welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet werden kann. Im folgenden wird der Rückschlagsensor beschrie­ ben, welcher den Auslöseimpuls erzeugt, durch den die Bremse in Betrieb gesetzt wird. In Fig. 2 ist eine horizontale Schnittansicht der Abdeckung 10 und einer Kurbelgehäuseend­ wand 29 der Kettensäge gezeigt. Üblicherweise weisen Ketten­ sägen eine Schraube 30 zur Justierung der Sägenkette auf, wo­ bei die Schraube 30 in einer Bohrung 31 in der Kurbelgehäuse­ endwand 29, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, aufgenommen ist. Eine auf der Schraube 30 befindliche Mutter 32 weist einen Ansatz 33 auf, welcher in ein Loch 34 in dem Schwert 36 hin­ einragt. Wird die Schraube 30 gedreht, bewegen sich die Mut­ ter 32 und somit der Ansatz 33 entlang einer Aussparung 35 in der Kurbelgehäuseendwand 29, und das Schwert 36, welches lose zwischen der Abdeckung 10 und Endwand eingesetzt ist, bewegt sich entsprechend in seiner Längsrichtung. Am inneren Ende der Schraube 30 ist ein piezoelektrisches Kristall 37 einge­ setzt, welches in Kontakt mit dem Boden der Bohrung 31 steht. Weiterhin weist die Schraube 30 einen elastischen Flansch 38 auf, welcher in eine ringförmige Aussparung 39 eingesetzt ist, wodurch verhindert wird, daß die Schraube 30 sich in der Bohrung 31 entlangbewegt. Das Kristall 37 ist an zwei Seiten von Metallplatten 40, 41 eingefaßt, von welchen elektrische Leitungen 42, 43 ausgehen.

Die Verbindung zwischen der Schraube 30 und dem Schwert 36 bewirkt, daß auf das Schwert 36 wirkende Rückschlagkräfte zu dem Kristall 37 übertragen werden, welches zwischen dem Schraubenende und dem Boden der Bohrung 31 eingesetzt ist. Wird das Kristall 37 durch solche Kräfte zusammengedrückt, wird die zwischen den Metallplatten 40, 41 erzeugte Spannung über die Leitungen 42, 43 weitergeleitet. Der entsprechende Schaltkreis ist in Fig. 3 gezeigt.

Die Leitungen 42, 43 in dem Schaltkreis gemäß Fig. 3 sind mit Bauteilen verbunden wie einem Vergleicher 44, welcher zusätz­ lich eine Referenzspannung V über die Leitung 45 erhält. Wenn die über die Leitung 43 kommende Spannung des piezoelektri­ schen Kristalls 37 die Spannung V übersteigt, wird ein Signal am Ausgang 46 des Vergleichers 44 zu der Kontrollelektrode 47 eines Thyristors 48 abgegeben. Dieser ist zwischen die Wick­ lung 27 und Erde geschaltet und steuert den Strom, welcher, wie oben beschrieben, das magnetische Feld in dem Permanentmagneten 23 neutralisiert. Ein Kondensator 49 bildet eine Stromquelle für den Strom durch die Wicklung und den Thyristor 48 und wird während des normalen Betriebes der Kettensäge von einem Generator über einen Widerstand 50 gela­ den. Um die Bremse, wie oben beschrieben, auszulösen, ist es nur notwendig, ein Signal von dem Kristall 37 während eines Rückschlags zu erhalten. Dann wird der Thyristor 48 leitend und der Kondensator 49 wird über die Magnetwicklung entladen, woraus eine sofortige Bremsauslösung resultiert.

Claims (4)

1. Vorrichtung in einer Kettensäge mit einer spannbaren Kettenbremse, welche durch einen elektromagnetisch kon­ trollierten Auslösemechanismus ausgelöst werden kann, wobei der Auslösemechanismus einen von dem elektrischen System der Kettensäge versorgten Eingangsschaltkreis eines Verstärkers aufweist und eine Spannung erzeugt, welche beim Überschreiten einer dem Einschaltkreis des Verstärkers von dem elektrischen System der Kettensäge zugeleiteten Referenzspannung V als ein Auslöseimpuls zu dem Verstärker geleitet wird, um die Kettenbremse auszulösen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseme­ chanismus ein piezoelektrisches Kristall (37) enthält, welches in einer Befestigungseinheit für das Schwert (36) der Kettensäge angeordnet ist und direkt die Kraftimpulse während eines Rückschlages am Schwert (36) mißt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristall (37) zwischen einer Schraube (30) zur Einstellung des Schwertes (36) und einem Anschlag innerhalb des Sägegehäuses angeordnet ist, wobei der Anschlag in Verlängerung der Schraube (30) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker einen Kontrollschaltkreis für den Auslösemechanismus bildet und einen Thyristor (48), eine Magnetspule und einen Kondensator (49) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung der Schraube (30) angenähert der Längsrichtung des Schwertes (36) entspricht.