EP1250493A1 - Handgeführtes arbeitsgerät mit automatischer drehzahleinstellung - Google Patents

Handgeführtes arbeitsgerät mit automatischer drehzahleinstellung

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EP1250493A1
EP1250493A1 EP01903670A EP01903670A EP1250493A1 EP 1250493 A1 EP1250493 A1 EP 1250493A1 EP 01903670 A EP01903670 A EP 01903670A EP 01903670 A EP01903670 A EP 01903670A EP 1250493 A1 EP1250493 A1 EP 1250493A1
Authority
EP
European Patent Office
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speed
safety
sensor
engine
hand
Prior art date
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Application number
EP01903670A
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English (en)
French (fr)
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EP1250493B1 (de
Inventor
Michael Steffen
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Wacker Construction Equipment AG
Original Assignee
Wacker Werke GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Werke GmbH and Co KG filed Critical Wacker Werke GmbH and Co KG
Publication of EP1250493A1 publication Critical patent/EP1250493A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1250493B1 publication Critical patent/EP1250493B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/30—Tamping or vibrating apparatus other than rollers ; Devices for ramming individual paving elements
    • E01C19/34—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight
    • E01C19/35—Hand-held or hand-guided tools
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders

Definitions

  • the invention relates to a hand-held implement.
  • Such an implement such as. B. a vibratory rammer for soil compaction or a hammer, has a petrol engine for driving, but occasionally also a diesel or electric motor.
  • the engine is usually started by actuating the pull cable of a reversing starter. For this, the operator holds z. B. the tamper firmly with one hand while pulling the pull rope with the other hand. Since the engine's throttle must usually be set to full throttle to start, the engine immediately runs at a high speed, which is often even above the operating speed. This closes a centrifugal clutch which couples the engine to the ramming system, whereby the ramming system is put into operation.
  • a device for controlling the speed of an internal combustion engine in a work device that can be guided on a handle in which a detection device has a sensor system on the handle with which it can be recognized automatically. whether the implement is properly guided. If improper guidance is ascertained, the detection device only allows the engine speed to be set to a safety speed below an operating number of the internal combustion engine. The safety speed is below a switch-on speed at which z. B. engages a centrifugal clutch of a rammer.
  • the basic idea described in DE 198 34 443 is to be developed further by the present invention. The invention is therefore based on the object of specifying a hand-held implement in which dangerous working conditions are avoided by uncontrolled increases in engine speed and which enables convenient operation.
  • a sensor device for detecting the hands of an operator and generating a corresponding handle signal is provided in a guide handle of the implement. Furthermore, a safety controller is provided for evaluating the handle signal of the sensor device, recognizing a starting process of the engine and controlling a speed setting device, the speed setting being carried out according to the following rules:
  • a speed increase is only permitted up to a safety speed below the operating speed.
  • a speed setting device for controlling a speed setting device, the speed setting being carried out according to the following rules:
  • the second embodiment of the invention is based on the same principle as the first embodiment, but the sensor device on the guide handle has at least two sensor elements, each of which is assigned to one hand of the operator and generates a sensor signal when the associated hand is detected.
  • the sensor signals are evaluated, a starting process of the engine is recognized, and a speed setting device of the engine is controlled, the rules governing the control being modified somewhat compared to the first embodiment: when the engine is started, an increase in speed is also only permitted up to the safety speed. A speed increase beyond the safety speed off is only possible if both sensor signals are present, i.e. if the operator holds the guide handle with both hands. If only one sensor signal is present, there is no influence on the current speed, ie the previously set speed is maintained.
  • the speed can only be increased to the operating speed if the operator holds the handle with both hands. Otherwise the safety speed is maintained. However, if the engine is already at operating speed, it will be held even if the operator removes one hand from the guide handle and only guides the implement with the other hand. If both sensor signals are missing, the speed is limited to the safety speed.
  • Both embodiments of the invention have in common that the holding of the guide handle by the operator's hands is automatically recognized without the operator z. B. must be activated by pressing an additional safety or dead man's bracket. It only has to grip the handle in the usual way.
  • the engine speed is influenced without the operator operating the gas control lever of the engine
  • Pressure-sensitive, optical, capacitive or ultrasonic sensors are suitable as sensor elements.
  • the motor can be switched off by the safety controller when a predetermined period of time that can be detected by a switch-off timer has expired.
  • the switch-off timer is triggered in the absence of both sensor signals. In practice, this means that the implement switches itself off if the operator does not have his hands on the guide handle for the predetermined period. Thus, the operator does not have to worry about switching off the implement, and unnecessary and environmentally harmful idling of the implement is avoided.
  • the speed setting device is an ignition device of the engine, which at least has two maps.
  • a first map is provided for normal operation of the engine, in which the engine speed corresponds to a position of a gas control lever.
  • the safety controller then controls the ignition device by switching between the two maps.
  • Figure 1 shows schematically the structure of the circuit according to the invention in a working device according to the second embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a flowchart showing the rules of the safety control for the second embodiment of the invention.
  • the above-mentioned first embodiment of the invention represents a technically simpler variant. Its description will be made up at a later point in time on the basis of a comparison with the second embodiment. Therefore, the second embodiment of the invention is first explained with reference to the schematic illustration in FIG. 1 using the example of a vibration rammer for soil compaction.
  • the tamper is held and guided by the operator with both hands on a bow-shaped guide handle 1, for example.
  • the guide handle 1 is divided into a left grip area 2 for the left hand and a right grip area 3 for the right hand.
  • At least one sensor element is provided in each of the two grip areas 2, 3, which detects the presence of the associated hand.
  • Pressure-sensitive and optical sensors are particularly suitable as sensor elements, and capacitive or ultrasonic sensors are also possible.
  • a pressure-sensitive sensor detects the hand of the operator when it is at least on the guide handle 1.
  • suitable arrangement e.g. B. also from several sensors, it is possible to reliably detect that the hand not only abuts the guide handle 1, but also includes it with some force and thus holds it securely.
  • Optical sensors e.g. B. photocells or other light-sensitive elements, however, can also be used in such a way that an approximation of the hand of the operator is already detected. This may be more appropriate for certain purposes.
  • Each of the sensors generates a sensor signal, which is led to a safety controller 6 via lines 4, 5.
  • more than two sensor elements can be provided, possibly in more than two grip areas or zones of the guide handle 1.
  • the number of sensible sensor elements to be used also depends on whether the sensor elements are flat (pressure-sensitive sensors) or selective (photocells).
  • the safety controller 6 evaluates the sensor signals of the sensor elements. In addition, it is able to recognize the starting process of the engine. For this purpose, an additional sensor (not shown in FIG. 1) can be provided which detects an increase in engine speed from zero. As an alternative to this, an ignition device 7 of the engine can also be monitored, which also allows conclusions to be drawn about the engine speed based on the ignition times. The provision of energy in the ignition device 7 is also an indication that the engine has been started.
  • the safety controller 6 controls the ignition device 7 serving as the speed setting device in accordance with predetermined rules which are explained in more detail below.
  • the ignition device 7 is a generally known magnetic high-voltage capacitor ignition (MHKZ), which is statically attached to the motor housing and is excited by a two-pole magnet 8 cast in a fan wheel of the motor (not shown). From the energy thus obtained and the information about the period of the engine, the ignition device 7 determines the ignition timing of the Engine, which is stored in a map that defines the optimum ignition angle for each load of the engine, and generates an ignition spark on a spark plug 9. If the optimum engine speed is exceeded, the ignition device 7 shifts the ignition point in accordance with the map, which means that there is no further increase in speed. If the engine speed increases - e.g. B. due to decreasing load - still on, the ignition device 7 in addition to the late adjustment of ignition pulses until the engine is working again in the desired speed range.
  • MHKZ magnetic high-voltage capacitor ignition
  • a second control map is stored, which is activated with a corresponding control by the safety controller 6 via a control line 10 and limits the engine to a speed below the operating speed by advancing the control end.
  • This speed limit is independent of the position of a gas control lever with which the operator can influence the speed in the usual way.
  • the vibratory tamper is usually equipped with a centrifugal clutch, for which a certain switching speed is required to be switched on.
  • the usual operating speed for operating the rammer is typically 4500 min “1 above the switching speed, while an idling speed (eg 3000 min " 1 ) is below the switching speed.
  • the idling speed is referred to as the safety speed because there is no tamping movement that may endanger the operator or other people, and the device is therefore at rest, if you disregard the idling motor.
  • the energy generated by the magnetic excitation in the ignition device 7 is sufficient to also supply the safety controller 6 with energy as soon as the engine is running.
  • an energy line 11 from the ignition device 7 to the safety controller 6 is provided.
  • the speed is limited by the safety controller 6 by switching the maps stored in the ignition device 7, in a variant of the invention it is possible to influence the speed by means of a servo make that is coupled to the throttle control lever. In another variant of the invention, the position of the throttle in the carburetor can be changed to influence the speed.
  • the safety controller 6 is able to switch off the ignition device 7 via a switch-off line 12, so that the engine stops immediately. This can e.g. B. then be useful if the safety controller 6 over a longer period (z. B. 10 s) detects that no hand rests on the guide bracket 1.
  • step S1 When starting (step S1), the operator holds the tamper with one hand on the guide handle 1, while with the free hand he actuates a reversing starter (not shown in FIG. 1) until the tamper runs.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the engine has not started or has been switched off again, the program flow stops. If, on the other hand, the engine is running at a safe speed, it is checked in step S5 whether a predetermined time period (tmax) has expired. For this purpose, the time is recorded by a switch-off timer triggered in step S2. When the specified time tmax is exceeded, the tamper is switched off.
  • tmax a predetermined time period
  • step S6 it is checked in step S6 based on the sensor signals whether the guide handle 1 is gripped with both hands. If this is not the case, the motor remains at the safety speed (step S3) and the elapsed time is checked again in step S5 without any further operation being carried out on the guide handle 1.
  • step S7 the safety controller 6 switches to the standard map in step S6 (step S7), so that the engine revs up to the operating speed specified by the gas control lever. This closes the centrifugal clutch and the ramming system works as requested by the operator. Because the operator is holding the tamper with both hands at this point, safe guidance is guaranteed.
  • the switch-off timer is triggered again in step S8, so that the time period to be measured begins again.
  • step S10 A query as to whether the tamper has been switched off takes place in step S9.
  • step S10 the sensor signals of the sensor elements are queried and evaluated, so that it can be determined whether the guide handle 1 is still held with both hands. If this is the case, the program loop continues with step S7 with the engine speed unchanged. The switch-off timer is triggered again in step S8.
  • step S10 If no two-handed guidance is determined in step S10, it is checked in step S11 whether there is one-handed guidance if there is only one sensor signal. If this is the case, it has no effect on the engine speed (step S7). The switch-off timer is then also repeatedly triggered again in step S8.
  • step S1 the program branches from step S1 to step S12, where the switch-off timer is triggered again and then a switchover to the second map takes place in step S3, whereby the engine speed is adjusted by changing the ignition timing and Omission of the ignition pulses decreases until the safety speed below the clutch speed of the centrifugal clutch drops.
  • step S3 the switch-off timer is triggered again and then a switchover to the second map takes place in step S3, whereby the engine speed is adjusted by changing the ignition timing and Omission of the ignition pulses decreases until the safety speed below the clutch speed of the centrifugal clutch drops.
  • step S6 If the operator now grips the guide handle 1 with only one hand, the engine speed does not change due to the decision in step S6.
  • the control map remains active because of step S3, and the tamper waits with the engine running, but without mechanical activity of the ramming system. stems.
  • step S6 Only when an ambidextrous grasping of both handle halves 2, 3 is detected in step S6 does the rammer resume its work immediately.
  • the control device detects a work break and switches the tamper off automatically.
  • the safety controller allows the speed to be increased beyond the safety speed. If the handle signal is no longer available, the engine speed is immediately limited to the safety speed. It is therefore only possible to crank the motor up if at least one hand rests on the guide handle 1.
  • the invention can be used not only very advantageously in the described video use rammers, but also with other motor-driven tools such as vibratory plates, rollers, hammers and chainsaws.

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Abstract

An einem Führungshandgriff (1) eines motorbetriebenen Arbeitsgeräts sind zwei Sensorelemente in zwei Griffbereichen (2, 3) zum Detektieren der Hände eines Bedieners vorgesehen. Über eine die Sensorsignale auswertende Sicherheitssteuerung (6) wird eine Zündeinrichtung (7) des Motors derart angesteuert, dass eine Drehzahlerhöhung über eine Sicherheitsdrehzahl hinaus nur dann möglich ist, wenn der Führungshandgriff (1) mit beiden Händen gehalten wird. Bei Fehlen von beiden Sensorsignalen wird die Motordrehzahl auf die Sicherheitsdrehzahl begrenzt.

Description

Handgeführtes Arbeitsgerät mit automatischer Drehzahleinstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät.
Ein derartiges Arbeitsgerät, wie z. B. ein Vibrationsstampfer zur Bodenverdichtung oder ein Schlaghammer, weist zum Antrieb einen Benzinmotor, ge- legentlich aber auch einen Diesel- oder Elektromotor auf. Der Motor wird - soweit kein Elektrostarter vorgesehen ist - üblicherweise durch Betätigen des Zugseils eines Reversierstarters gestartet. Dazu hält der Bediener z. B. den Stampfer mit einer Hand fest, während er mit der anderen Hand an dem Zugseil zieht. Da zum Starten der Gashebel des Motors meist auf Voll- gasstellung gestellt werden muß, läuft der Motor sofort auf eine hohe Drehzahl, die oftmals sogar oberhalb der Betriebsdrehzahl liegt. Dadurch wird eine den Motor mit dem Stampfsystem koppelnde Fliehkraftkupplung geschlossen, wodurch das Stampfsystem in Betrieb gesetzt wird. Dies führt dazu, daj3 der Stampfer starke Stampfbewegungen ausführt und für den Be- diener, der den Stampfer zu diesem Zeitpunkt nur mit einer Hand hält, kaum beherrschbar ist. Erschwert wird die Bedienung noch dadurch, daß beim Starten eine üblicherweise am Vergaser vorhandene Chokeklappe geschlossen ist, die zum Beenden des Startvorgangs wieder geöffnet werden muß. Dazu muß der Bediener versuchen, den an einer anderen Stelle als das Zugseil des Reversierstarters angeordneten Chokehebel zu erreichen und zu betätigen.
In der nachveröffentlichten DE 198 34 443 wird eine Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Verbrennungmotors in einem an einem Haltegriff führbaren Arbeitsgerät vorgeschlagen, bei der eine Erkennungseinrichtung eine Sensorik an dem Haltegriff aufweist, mit der automatisch erkennbar ist. ob das Arbeitsgerät ordnungsgemäß geführt wird. Wenn eine nicht ordnungsgemäße Führung festgestellt wird, läßt die Erkennungseinrichtung lediglich eine Einstellung der Motordrehzahl auf eine Sicherheitsdrehzahl un- terhalb einer Betriebszahl des Verbrennungsmotors zu. Die Sicherheitsdrehzahl liegt dabei unterhalb einer Einschaltdrehzahl, bei der z. B. eine Fliehkraftkupplung eines Stampfers einkuppelt. Der in der DE 198 34 443 beschriebene Grundgedanke soll durch die vorliegende Erfindung weiterentwickelt werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein handgeführtes Arbeitsgerät anzugeben, bei dem gefährliche Arbeitszustände durch unkontrollierte Motordrehzahlerhöhungen ver- mieden werden und das eine komfortable Bedienung ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch handgeführte Arbeitsgeräte gelöst, die in den nebengeordneten Patentansprüchen 1 und 2 definiert sind. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprü- chen zu entnehmen.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 ist in einem Führungshandgriff des Arbeitsgeräts eine Sensoreinrichtung zum Detektieren der Hände eines Bedieners und Erzeugen eines entsprechenden Handgriffsignals vorgesehen. Weiterhin ist eine Sicherheitssteuerung zum Auswerten des Handgriffsignals der Sensoreinrichtung, Erkennen eines Startvorgangs des Motors und Ansteuern einer Drehzahleinstelleinrichtung vorgesehen, wobei die Drehzahleinstellung nach folgenden Regeln erfolgt: Beim Starten des Motors wird ein Drehzahlanstieg nur bis zu einer Sicher- heitsdrehzahl unterhalb der Betriebsdrehzahl zugelassen. Nach Ablauf einer durch die Sicherheitssteuerung erfaßten Zeitspanne wird eine Drehzahlerhöhung bis auf die Betriebsdrehzahl zugelassen, d. h. , daJ3 die vorherige Drehzahlbegrenzung aufgehoben wird. Bei Fehlen des Handgriff Signals, z. B. wenn der Bediener den Führungshandgriff losläßt, erfolgt sofort eine Be- grenzung der Motordrehzahl auf die Sicherheitsdrehzahl.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 basiert grundsätzlich auf dem gleichen Prinzip wie die erste Ausführungsform, wobei die Sensoreinrichtung am Führungshandgriff allerdings wenigstens zwei Sensorelemente aufweist, die jeweils einer Hand des Bedieners zugeordnet sind und bei Detektion der zugehörigen Hand jeweils ein Sensorsignal erzeugen. In einer Sicherheitssteuerung werden die Sensorsignale ausgewertet, ein Startvorgang des Motors erkannt und eine Drehzahleinstelleinrichtung des Motors angesteuert, wobei die für die Ansteuerung maßgeblichen Regeln gegenüber der ersten Ausführungsform etwas modifiziert sind: Beim Starten des Motors wird ebenfalls ein Drehzahlanstieg nur bis zur Sicherheitsdrehzahl zugelassen. Eine Drehzahlerhöhung über die Sicherheitsdrehzahl hin- aus ist nur bei Vorliegen von beiden Sensorsignalen möglich, also wenn der Bediener den Führungshandgriff mit beiden Händen hält. Bei Vorliegen von nur einem Sensorsignal erfolgt keine Beeinflussung der aktuellen Drehzahl, d. h. , daß die vorher eingestellte Drehzahl gehalten wird. Dreht der Motor folglich noch mit Sicherheitsdrehzahl, kann eine Drehzahlerhöhung auf Betriebsdrehzahl nur erfolgen, wenn der Bediener den Führungshandgriff mit beiden Händen hält. Anderenfalls wird die Sicherheitsdrehzahl gehalten. Befindet sich jedoch der Motor bereits auf Betriebsdrehzahl, wird diese auch dann gehalten, wenn der Bediener eine Hand vom Führungshandgriff ent- fernt und das Arbeitsgerät lediglich mit der anderen Hand führt. Bei Fehlen von beiden Sensorsignalen wird die Drehzahl auf Sicherheitsdrehzahl begrenzt.
Beiden Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam ist es, daß das Halten des Führungshandgriffs durch die Hände des Bedieners automatisch erkannt wird, ohne daß der Bediener z. B. durch Betätigen eines zusätzlichen Sicherheits- oder Totmann-Bügels selbst aktiv werden muß. Er hat lediglich den Führungshandgriff in gewohnter Weise zu umfassen. In Abhängigkeit von den automatisch erkannten Haltezuständen wird die Motordrehzahl be- einflujßt, ohne daJ3 der Bediener den Gasbedienhebel des Motors betätigen
Als Sensorelemente eignen sich drucksensitive, optische, kapazitive oder Ultraschall-Sensoren.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist der Motor durch die Sicherheitssteuerung ausschaltbar, wenn ein durch ein Ausschaltzeitglied erfaßbarer vorbestimmter Zeitraum abgelaufen ist. Das Ausschaltzeitglied wird bei Fehlen von beiden Sensorsignalen getriggert. In der Praxis bedeutet das, daß sich das Arbeitsgerät selbst abschaltet, wenn der Bediener über den vorbestimmten Zeitraum seine Hände nicht am Führungshandgriff hat. Somit muß der Bediener nicht für ein Ausschalten des Arbeitsgerätes Sorge tragen, und ein unnötiger und umweltschädlicher Leerlauf des Arbeitsgeräts wird vermieden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehzahleinstelleinrichtung eine Zündeinrichtung des Motors, die wenigstens zwei Kennfelder aufweist. Ein erstes Kennfeld ist dabei für den Normalbetrieb des Motors vorgesehen, bei dem die Motordrehzahl einer Stellung eines Gasbedienhebels entspricht. Bei dem zweiten Kennfeld gilt in einem unteren Drehzahlbereich das gleiche, wobei jedoch die Motordrehzahl auf die Sicher- heitsdrehzahi begrenzt ist. Ein Überschreiten der Sicherheitsdrehzahl ist ausgeschlossen. Die Sicherheitssteuerung steuert dann die Zündeinrichtung durch Umschalten zwischen den beiden Kennfeldern an.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung in einem Arbeitsgerät gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 2 ein Flußdiagramm mit den Regeln der Sicherheitssteuerung für die zweite Ausführungsform der Erfindung.
Die oben genannte erste Ausführungsform der Erfindung stellt eine technisch einfachere Variante dar. Ihre Beschreibung wird zu einem späteren Zeitpunkt anhand eines Vergleichs mit der zweiten Ausführungsform nachgeholt. Daher wird zunächst die zweite Ausführungsform der Erfindung anhand der schematischen Darstellung in Fig. 1 am Beispiel eines Vibrations- Stampfers zur Bodenverdichtung erläutert.
Der nicht dargestellte Stampfer wird an einem beispielsweise bügeiförmigen Führungshandgriff 1 vom Bediener mit beiden Händen gehalten und geführt. Der Führungshandgriff 1 ist in einen linken Griffbereich 2 für die linke Hand und in einen rechten Griffbereich 3 für die rechte Hand aufgeteilt. In den beiden Griffbereichen 2, 3 ist jeweils wenigstens ein Sensorelement vorgesehen, das das Vorhandensein der zugehörigen Hand detektiert. Als Sensorelemente eignen sich insbesondere drucksensitive und optische Sensoren, wobei auch kapazitive oder Ultraschall-Sensoren möglich sind. Ein drucksensi- tiver Sensor detektiert die Hand des Bedieners dann, wenn sie wenigstens am Führungshandgriff 1 anliegt. Durch geeignete Anordnung, z. B. auch von mehreren Sensoren ist es möglich, zuverlässig zu erkennen, daß die Hand nicht nur am Führungshandgriff 1 anliegt, sondern diesen auch mit einiger Kraft umfaßt und somit sicher hält.
Optische Sensoren, z. B. Photozellen oder andere lichtempfindliche Elemen- te, dagegen können auch derart eingesetzt werden, daß bereits eine Annäherung der Hand des Bedieners erfaßt wird. Für bestimmte Einsatzzwecke kann dies zweckmäßiger sein.
Jeder der Sensoren erzeugt ein Sensorsignal, das über Leitungen 4, 5 zu ei- ner Sicherheitssteuerung 6 geführt wird.
Je nach Anwendungsfall bzw. Arbeitsgerät können auch mehr als zwei Sensorelemente, gegebenenfalls in mehr als zwei Griffbereichen bzw. -zonen des Führungshandgriffs 1 vorgesehen werden. Die Anzahl der sinnvollerweise anzuwendenden Sensorelemente hängt auch davon ab, ob die Sensorelemente eher flächig wirken (durcksensitive Sensoren) oder punktuell (Photozellen).
Die Sicherheitssteuerung 6 wertet die Sensorsignale der Sensorelemente aus. Darüber hinaus ist sie in der Lage, den Startvorgang des Motors zu erkennen. Dazu kann ein zusätzlicher, in Fig. 1 nicht gezeigter Sensor vorgesehen werden, der einen Drehzahlanstieg des Motors von Null an erfaßt. Alternativ dazu kann auch eine Zündeinrichtung 7 des Motors überwacht werden, die ebenfalls aufgrund der Zündzeitpunkte Rückschlüsse auf die Mo- tordrehzahl erlaubt. Auch das Bereitstellen von Energie in der Zündeinrichtung 7 ist ein Hinweis darauf, daß der Motor gestartet worden ist.
Die Sicherheitssteuerung 6 steuert die als Drehzahleinstelleinrichtung dienende Zündeinrichtung 7 entsprechend vorgegebener Regeln an, die weiter unten näher erläutert werden.
Die Zündeinrichtung 7 ist bei dem beschriebenen Beispiel eine allgemein bekannte Magnet-Hochspannungs-Kondensator-Zündung (MHKZ), die statisch am Motorgehäuse befestigt ist und von einem in einem nicht darge- stellten Lüfterrad des Motors eingegossenen zweipoligen Magneten 8 erregt wird. Aus der dadurch gewonnenen Energie und den Informationen über die Periode des Motors ermittelt die Zündeinrichtung 7 den Zündzeitpunkt des Motors, welcher in einem Kennfeld abgelegt ist, das zu jeder Last des Motors den optimalen Zündwinkel festlegt, und erzeugt an einer Zündkerze 9 einen Zündfunken. Bei Überschreiten der optimalen Motor-Drehzahl verschiebt die Zündeinrichtung 7 entsprechend dem Kennfeld den Zündzeitpunkt, wo- durch eine weitere Drehzahlzunahme unterbleibt. Steigt die Motordrehzahl - z. B. aufgrund nachlassender Last - trotzdem weiter an, tastet die Zündeinrichtung 7 zusätzlich zur Späteinstellung Zündimpulse aus, bis der Motor wieder im angestrebten Drehzahlbereich arbeitet.
Bei dem erfindungsgemäßen Stampfer ist zusätzlich zu dem normalen Zündwinkel-Kennfeld ein zweites Regelkennfeld abgelegt, das bei entsprechender Ansteuerung durch die Sicherheitssteuerung 6 über eine Steuerleitung 10 aktiviert wird und den Motor durch eine Vorverlegung des Regelendes auf eine Drehzahl unterhalb der Betriebsdrehzahl begrenzt. Diese Drehzahlbe- grenzung erfolgt unabhängig von der Stellung eines Gasbedienhebels, mit dem der Bediener in üblicher Weise die Drehzahl beeinflussen kann.
Wie bereits in Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben, ist der Vibrationsstampfer meist mit einer Fliehkraftkupplung ausgestattet, für deren Einschalten eine bestimmte Schaltdrehzahl erforderlich ist. Die für den Betrieb des Stampfers übliche Betriebsdrehzahl von typischerweise 4500 min" 1 liegt oberhalb der Schaltdrehzahl, während eine Leerlaufdrehzahl (z. B. 3000 min" 1) unterhalb der Schaltdrehzahl liegt. Die Le erlauf drehzahl wird als Sicherheitsdrehzahl bezeichnet, weil keine eventuell den Bediener oder andere Personen gefährdende Stampfbewegung erfolgt, und sich das Gerät somit in Ruhe befindet, wenn man von dem im Leerlauf drehenden Motor absieht.
Die durch die Magneterregung erzeugte Energie in der Zündeinrichtung 7 reicht aus, um auch die Sicherheitssteuerung 6 mit Energie zu versorgen, sobald der Motor läuft. Zu diesem Zweck ist eine Energieleitung 11 von der Zündeinrichtung 7 zur Sicherheitssteuerung 6 vorgesehen.
Während bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Dreh- zahlbegrenzung durch die Sicherheitssteuerung 6 mittels Umschalten der in der Zündeinrichtung 7 abgelegten Kennfelder erfolgt, ist es bei einer Variante der Erfindung möglich, die Drehzahlbeeinflussung mittels eines Servos vorzunehmen, der mit dem Gasbedienhebel gekoppelt ist. Bei einer anderen Variante der Erfindung kann die Stellung der Drossel im Vergaser zur Dreh- zahlbeeinflussung verändert werden.
Die Sicherheitssteuerung 6 ist in der Lage, die Zündeinrichtung 7 über eine Abschaltleitung 12 auszuschalten, so daß der Motor unmittelbar stehen bleibt. Dies kann z. B. dann zweckmäßig sein, wenn die Sicherheitssteuerung 6 über einen längeren Zeitraum (z. B. 10 s) detektiert, daß keine Hand am Führungsbügel 1 anliegt.
Nachfolgend werden die Funktion des Stampfers und die Regeln für die Drehzahlsteuerung anhand des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms beschrieben.
Beim Starten (Schritt Sl) hält der Bediener den Stampfer mit einer Hand am Führungshandgriff 1, während er mit der freien Hand einen in Fig. 1 nicht dargestellten Reversierstarter solange betätigt, bis der Stampfer läuft.
Die Sicherheitssteuerung erkennt den Startvorgang zum Zeitpunkt t=0 (Schritt S2) und schaltet die Zündeinrichtung auf das zweite Kennfeld mit reduzierter Drehzahl um (Schritt S3), so daß eine Drehzahlbegrenzung auf die Sicherheitsdrehzahl erfolgt. Ein Hochlaufen des Motors und damit Einschalten der Fliehkraftkupplung wird somit verhindert.
Wenn in Schritt S4 festgestellt wird, daß der Motor nicht gestartet ist oder wieder abgeschaltet worden ist, stoppt der Programmfluß. Wenn dagegen der Motor auf Sicherheitsdrehzahl läuft, wird in Schritt S5 geprüft, ob eine vorbestimmte Zeitspanne (tmax) abgelaufen ist. Die Zeit wird dazu durch ein in Schritt S2 getriggertes Ausschaltzeitglied erfaßt. Wenn die vorgegebene Zeit- spanne tmax überschritten ist, wird der Stampfer abgeschaltet.
Ansonsten wird in Schritt S6 anhand der Sensorsignale geprüft, ob der Führungshandgriff 1 mit beiden Händen umfaßt wird. Ist dies nicht der Fall, bleibt der Motor auf Sicherheitsdrehzahl (Schritt S3) und die Überprüfung der abgelaufenen Zeit - ohne daß eine weitere Bedienung am Führungshandgriff 1 vorgenommen worden ist - findet in Schritt S5 erneut statt. Beim Umfassen der beiden Griffhälften 2, 3 des Führungshandgriffs 1 schaltet die Sicherheitssteuerung 6 in Schritt S6 auf das Standard-Kennfeld um (Schritt S7), so daß der Motor auf die durch den Gasbedienhebel vorgegebene Betriebsdrehzahl hochdreht. Dadurch wird die Fliehkraftkupplung ge- schlössen und das Stampfsystem arbeitet wie vom Bediener gewünscht. Da der Bediener zu diesem Zeitpunkt den Stampfer mit beiden Händen hält, ist eine sichere Führung gewährleistet.
Das Ausschaltzeitglied wird in Schritt S8 erneut getriggert, so daß die zu messende Zeitspanne von neuem beginnt.
Eine Abfrage, ob der Stampfer abgeschaltet worden ist erfolgt in Schritt S9. In Schritt S10 werden die Sensorsignale der Sensorelemente abgefragt und ausgewertet, so daß festgestellt werden kann, ob der Führungshandgriff 1 nach wie vor beidhändig gehalten wird. Ist dies der Fall, fährt die Programmschleife mit Schritt S7 mit unveränderter Motordrehzahl fort. Das Ausschaltzeitglied wird in Schritt S8 erneut getriggert.
Wenn keine beidhändige Führung in Schritt S10 festgestellt wird, wird in Schritt S 11 geprüft, ob eine einhändige Führung gegeben ist, wenn nur ein Sensorsignal vorliegt. Wenn dies der Fall ist, hat das keinen Einfluß auf die Motordrehzahl (Schritt S7). Auch das Ausschaltzeitglied wird dann in Schritt S8 immer wieder neu getriggert.
Bei Loslassen beider Griffhälften, also nicht einmal Führung mit einer Hand, verzweigt das Programm von Schritt Sl l zu Schritt S12, wo das Ausschaltzeitglied erneut getriggert und danach in Schritt S3 eine Umschaltung auf das zweite Kennfeld erfolgt, wodurch die Motordrehzahl durch Verstellen des Zündzeitpunktes und Weglassen der Zündimpulse bis zum Erreichen der unter der Einkuppeldrehzahl der Fliehkraftkupplung liegenden Sicherheitsdrehzahl absinkt. Eine sofortige Unterbrechung der mechanichen Verbindung zwischen Antriebsmotorwelle und Stampfsystem ist die Folge.
Wenn der Bediener jetzt den Führungshandgriff 1 mit nur einer Hand um- faßt, ändert sich die Motordrehzahl aufgrund der Entscheidung in Schritt S6 nicht. Das Regelkennfeld bleibt wegen Schritt S3 aktiv, und der Stampfer wartet mit laufendem Motor, aber ohne mechanische Aktivität des Stampfsy- stems.
Erst, wenn in Schritt S6 ein beidhändiges Umfassen beider Griffhälften 2, 3 erfaßt wird, nimmt der Stampfer seine Arbeit sofort wieder auf.
Wenn hingegen während der Zeitspanne tmax keine Inbetriebnahme des Stampfers durch Umfassen beider Griffhälften 2, 3 erfolgt, detektiert die Steuereinrichtung eine Arbeitspause und schaltet den Stampfer selbsttätig ab.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorstehende Ausführungsform zwar am Beispiel eines Benzinmotors beschrieben worden ist. Jedoch können der der Erfindung zugrundeliegende Aufbau und die zugehörigen Regeln auch bei anderen Motoren wie Diesel- oder Elektromotoren angewendet werden.
Bei der oben angesprochenen ersten Ausführungsform der Erfindung ist lediglich ein Sensor für den gesamten Führungshandgriff 1 vorgesehen, der ein als Handgriffsignal dienendes Sensorsignal erzeugt, wenn wenigstens eine Hand den Führungshandgriff 1 berührt oder umfaßt. Eine Unterschei- düng, ob der Bediener den Handgriff mit einer oder mit beiden Händen hält, findet bei der ersten Ausführungsform somit nicht statt.
Beim Starten des Motors wird - wie bei der zweiten Ausführungsform - ein Drehzahlanstieg lediglich bis zur Sicherheitsdrehzahl zugelassen. Gleichzei- tig wird ein Zeitglied getriggert. Nach Ablauf einer durch das Zeitglied vorgegebenen Zeitspanne (z. B. 5 s) und Vorliegen des Handgriffsignals erlaubt die Sicherheitssteuerung eine Erhöhung der Drehzahl über die Sicherheitsdrehzahl hinaus. Wenn das Handgriff Signal nicht mehr vorliegt, wird die Motordrehzahl sofort wieder auf die Sicherheitsdrehzahl begrenzt. Ein Hochdre- hen des Motors ist somit nur dann möglich, wenn wenigstens eine Hand am Führungshandgriff 1 anliegt.
Auch wenn somit die erste Ausführungsform der Erfindung nicht die gleiche Bequemlichkeitsfunktionalität aufweist wie die zweite Ausführungsform, sind die sicherheitsrelevanten Merkmale realisiert.
Die Erfindung läßt sich nicht nur sehr vorteilhaft bei dem beschriebenen Vi- brationsstampfer einsetzen, sondern auch bei anderen motorbetriebenen Arbeitsgeräten, wie Vibrationsplatten, -walzen, Hämmern und Motorsägen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Handgeführtes Arbeitsgerät mit einem Motor; - einer Drehzahleinstelleinrichtung (7) für den Motor zum Einstellen von wenigstens einer Betriebsdrehzahl und einer Sicherheitsdrehzahl unterhalb der Betriebsdrehzahl; wenigstens einem Führungshandgriff (1) mit einer Sensoreinrichtung zum Detektieren der Hände eines Bedieners am Führungshandgriff und Er- zeugen eines entsprechenden Handgriffsignals; und mit einer Sicherheitssteuerung (6) zum Auswerten des Handgriffsignals der Sensoreinrichtung, Erkennen eines Startvorgangs des Motors und Ansteuern der Drehzahleinstelleinrichtung entsprechend folgender Regeln:
+ beim Starten des Motors Drehzahlanstieg nur bis zur Sicher- heitsdrehzahi;
+ Triggern eines Zeitglieds;
+ bei Ablauf einer durch das Zeitglied vorgegebenen Zeitspanne und Vorliegen des Handgriffsignals Ermöglichen einer Drehzahlerhöhung über die Sicherheitsdrehzahl hinaus; + bei Fehlen des Handgriffsignals Begrenzen der Drehzahl auf die
Sicherheitsdrehzahl.
2. Handgeführtes Arbeitsgerät mit einem Motor; - einer Drehzahleinstelleinrichtung (7) für den Motor zum Einstellen von wenigstens einer Betriebsdrehzahl und einer Sicherheitsdrehzahl unterhalb der Betriebsdrehzahl; wenigstens einem Führungshandgriff (1) mit einer Sensoreinrichtung zum Detektieren der Händes eines Bedieners am Führungshandgriff; wobei - die Sensoreinrichtung wenigstens zwei jeweils einer Hand des Bedieners am Führungshandgriff zuordenbare Sensorelemente aufweist, die bei Detektion der Hand entsprechend jeweils ein Sensorsignal erzeugen; die Sensorsignale zu einer Sicherheitssteuerung (6) geführt werden; und wobei - die Sicherheitssteuerung (6) zum Auswerten der Sensorsignale der
Sensorelemente, Erkennen eines Startvorgangs des Motors und Ansteuern der Drehzahleinstelleinrichtung entsprechend folgender Regeln ausgebildet ist:
+ beim Starten des Motors Drehzahlanstieg nur bis zur Sicherheitsdrehzahl;
+ bei Vorliegen von beiden Sensorsignalen Ermöglichen einer i Drehzahlerhöhung über die Sicherheitsdrehzahl hinaus;
+ bei Vorliegen von nur einem Sensorsignal keine Beeinflussung der aktuellen Drehzahl;
+ bei Fehlen von beiden Sensorsignalen Begrenzen der Drehzahl auf die Sicherheitsdrehzahl.
3. Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines des Sensorelemente in einem linken Griffbereich (2) des Führungshandgriffs für die linke Hand des Bedieners und das andere Sensorelement in einem rechten Griffbereich (3) für die rechte Hand angeordnet ist.
4. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung wenigstens einen drucksensitiven, optischen, kapazitiven oder Ultraschallsensor aufweist.
5. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor durch die Sicherheitssteuerung (6) ausschaltbar ist; bei Fehlen von beiden Sensorsignalen ein zu der Sicherheitssteuerung (6) gehörendes Ausschaltzeitglied triggerbar ist; und daß - bei Ablauf eines durch das Ausschaltzeitglied erfaßbaren, vorbestimmten Zeitraums die Sicherheitssteuerung (6) den Motor ausschaltet.
6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahleinstelleinrichtung eine Zündeinrichtung (7) des Motors ist.
7. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (7) wenigstens zwei Kennfelder aufweist, nämlich ein erstes Kennfeld, nach dem die Motordrehzahl einer Stellung eines Gasbedien- hebeis entspricht, und ein zweites Kennfeld, nach dem die Motordrehzahl einer Stellung des Gasbedienhebels entspricht, jedoch auf die Sicherheitsdrehzahl begrenzt ist, und daß die Sicherheitssteuerung (6) die Zündein- richtung durch Umschalten zwischen den beiden Kennfeldern ansteuert.
8. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (7) jeweils ein Kennfeld für die Betriebsdrehzahl und für die Sicherheitsdrehzahl aufweist.
9. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssteuerung (6) von der Drehzahleinstelleinrichtung mit Energie versorgt wird.
10. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Sensor zum Ermitteln des Startvorgangs des Motors vorgesehen ist.
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