EP3840842B1

EP3840842B1 - Tragbares arbeitsgerät für den portablen einsatz

Info

Publication number: EP3840842B1
Application number: EP18815956.0A
Authority: EP
Inventors: Carsten Sauerbier; Thomas LITTWIN
Original assignee: Lukas Hydraulik GmbH
Current assignee: Lukas Hydraulik GmbH
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2022-10-26
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: US20220001215A1; JP2022519422A; EP3840842A1; PL3840842T3; CN112996572A; WO2020108727A1; CN112996572B; US11911639B2; JP7307169B2

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein elektromechanisches oder elektrohydraulisches Arbeitsgerät für den portablen Einsatz, wie z.B. ein Spreizgerät, Schneidgerät oder Kombigerät mit Schneid- sowie Spreizfunktion oder einen Hebezylinder (bzw. Rettungszylinder). Die vorgenannten dienen vorzugsweise jeweils dem Rettungseinsatz.

Technologischer Hintergrund

Portable, von einer Bedienungsperson tragbare, motorisch angetriebene elektromechanische oder elektrohydraulische Arbeitsgeräte oder Rettungsgeräte der hier interessierenden Art werden bei vielfältigen Anwendungen eingesetzt. So gibt es beispielsweise Spreizgeräte, Schneidgeräte oder sogenannte Kombigeräte, d.h. Geräte mit Schneid- sowie Spreizfunktion und Rettungszylinder, die von Einsatzkräften (Feuerwehr) beispielsweise dazu verwendet werden, verletzte Personen aus Unfallfahrzeugen zu bergen oder Erdbebenopfer zu befreien. Die Art der Arbeitsgeräte bzw. der Rettungsgeräte ist hierbei vielfältig. Es gibt elektrohydraulisch oder elektromechanisch angetriebene Arbeitsgeräte bzw. Rettungsgeräte mit, vorzugsweise gehärteten, Werkzeugeinsätzen zum Schneiden, Spreizen oder zum Drücken. Derartige Geräte werden im Einsatz extremen hohen mechanischen Anforderungen ausgesetzt und sind je nach Einsatzort unterschiedlichsten Umwelteinflüssen (Hitze, Kälte, Feuchtigkeit) unterworfen.
Hierbei ist es von besonderer Bedeutung, dass insbesondere Rettungsgeräte im Einsatz eine ganz besonders hohe Betriebszuverlässigkeit gewährleisten, da Rettungseinsätze stets schnell durchgeführt werden müssen und überraschende Betriebsausfälle deshalb fatale Folgen haben können.
Hinzukommt, dass bei bestimmten Rettungssituationen ein Arbeitsgerät auch unter Wasser betrieben werden muss, beispielsweise dann, wenn ein Unfall-Fahrzeug in einen See, Fluss oder Bach gestürzt ist. Bei derartigen Situationen war es bisher extrem schwierig, eingeschlossene Personen aus ihren Fahrzeugwracks zu bergen. Hierbei kommt hinzu, dass in einer solchen Situation aufgrund von möglicherweise eindringendem Wasser noch weniger Zeit für eine Rettung verbleibt. Die bisherigen Geräte waren jedoch für einen Unterwassereinsatz nicht geeignet.

Druckschriftlicher Stand der Technik

Aus DE 93 10597 U1 ist ein akkubetriebenes Unterwasser-Elektrogerät in Form z. B. einer Pumpe bekannt. Das Unterwasser-Elektrogerät verfügt über ein wasserdichtes rohrförmiges Gehäuse, in das ein mit in Umfangsnuten eingelegten O-Dichtungsringen ausgestattetes Gehäuseendteil eingepresst wird. Die Konstruktion ist sehr aufwendig.
EP 1 724 043 A1 offenbart ein tragbares Arbeitsgerät, wie z.B. ein Schneidgerät, bei welchem ein Werkzeugkopf von einem einfachen hydraulischen zweiten Kolben angetrieben wird. Die primäre Kraft stammt von einem ersten Kolben, der von einem Linearmotor angetrieben wird. Der erste Kolben und der Werkzeugkopf sind mit einer dünnen Hydraulikleitung verbunden, wobei der Motor, der erste Kolben und eine Batterie gemeinsam in einer Einheit untergebracht werden können, die z.B. über der Schulter getragen werden kann. Für einen Unterwassereinsatz können die Motorteile abgedichtet sein.
Aus "Brushless DC electric motor - Wikipedia, the free encyclopedia" geht hervor, dass bürstenlose Gleichstrommotoren auch in der industriellen Bewegungssteuerung eingesetzt werden.
Das YouTube-Video "GREATSCOTT!: "How to Waterproof Electronics" zeigt, dass elektronische Bauelemente in Transformatorenöl eingetaucht werden können, da Transformatorenöl gute Isolationseigenschaften aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Arbeitsgerät zur Verfügung zu stellen, welches einerseits einen Einsatz unter Wasser erlaubt, andererseits mit einfachen konstruktiven Mittel zu realisieren ist.

Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Dadurch, dass als Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor vorgesehen ist, die elektronischen Bauelemente einer ersten Platine zum Schutz gegen Eintritt von Wasser mit Vergussmasse umschlossen sind und die Anschlusselemente des Steuerungskabels gegen ein Eindringen von Wasser geschützt sind, kann mit relativ einfachen konstruktiven Maßnahmen sichergestellt werden, dass das tragbare Arbeitsgerät auch dann betrieben werden kann, wenn Wasser in das Innere des Gehäuses eindringen sollte. Insbesondere ist es möglich, das Arbeitsgerät notfalls auch unter Wasser zu betreiben. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Arbeitsgerät sind zur Gewährleistung dieses zusätzlichen erheblichen Funktionsvorteils lediglich vergleichsweise geringfügige Konstruktionsänderungen notwendig. Das erfindungsgemäße Arbeitsgerät kann insbesondere auch für Rettungszwecke eingesetzt werden, so beispielsweise bei einem von Wasser umgebenen Fahrzeug, in welchem sich noch Personen befinden. Personen können mit dem neuen Arbeitsgerät sehr schnell aus einem Fahrzeugwrack geborgen werden.
Erfindungsgemäß sind als Anschlussmittel des Steuerungskabels an der ersten Platine eine Stecker-Verbindung vorgesehen.
Erfindungsgemäß sind am Gehäuse des Arbeitsgeräts keine Schutz- und/oder Dichtungsmaßnahmen gegen einen Eintritt von Wasser in das Innere des Gehäuses bei einem Eintauchen des Gehäuses in Wasser vorgesehen. Derartige Schutz- bzw. Dichtungsmaßnahmen sind, gerade bei komplizierten Gehäusen, konstruktiv oft sehr aufwendig und kostenintensiv.
Insbesondere verfügt das erfindungsgemäße Arbeitsgerät über Anschlussmittel für einen Anschluss einer Steuerungsleitung, wobei die Anschlussmittel gegen ein Eindringen von Wasser geschützt sind. Die Steuerungsleitung selbst weist üblicherweise eine wasserdichte Isolierung auf. Zweckmäßigerweise weist jede Steuerungsleitung ein entsprechend abgedichtetes Anschlussmittel auf. Ein Teil des jeweiligen Anschlussmittels kann platinenseitig angeordnet sein und dort vorzugsweise ebenfalls zum Teil eingebettet sein. Der gegenüberliegende Teil der Anschlussmittel befindet sich an der Steuerungsleitung. Bei dem Anschlussmittel kann es sich um eine Steckverbindung oder eine Steck/Drehverbindung handeln, welche durch ein Dichtmittel z. B. einen O-Ring abgedichtet ist.
In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse keine Schutz- und/oder Dichtungsmaßnahmen gegen einen Eintritt von Wasser in das Innere des Gehäuses bei einem Eintauchen des Gehäuses in Wasser umfassen.
Die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung umfasst zweckmäßigerweise ein Display und/oder Bedienfeld mit einer zweiten Platine, auf der elektronische Bauelemente, welche zum Schutz gegen Eintritt von Wasser ebenfalls mit Vergussmasse umschlossen sind, angeordnet sein können. Diese zweite Platine kann über eine vorbeschriebene Steuerungsleitung mit der im Gehäuse entfernt angeordneten Hauptplatine verbunden sein.
Die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung kann einen Sensor mit einer dritten Platine umfassen, auf der ebenfalls elektronische Bauelemente angeordnet sind, welche zum Schutz gegen Eintritt von Wasser ebenfalls mit Vergussmasse umschlossen sind. Diese zusätzliche dritte Platine kann ebenfalls über eine vorbeschriebene Steuerungsleitung angesteuert oder mit der im Gehäuse entfernt angeordneten Hauptplatine verbunden sein.
Ferner können zwei Platinen aus dem gleichen mit elektronischen Bauelementen bestückten Platinengrundmaterial bzw. Platinengrundplatte bestehen, wobei eine Platine als ein Entnahmebereich aus der anderen Platine (Rest des Platinengrundmaterial bzw. Platinengrundplatte) festgelegt ist und die beiden Platinen bereits im Rahmen der Bestückung auch über ein Steuerungskabel verbunden sind. Als Anschlussmittel des bzw. der Steuerungskabel kann eine Lötverbindung vorgesehen sein. Dies ermöglicht es, die beiden Platinen einschließlich Steuerungskabel in einem Herstellungsprozess zu fertigen und bei beiden Platinen in einfacher Weise mittels der Vergussmasse nicht nur die elektronischen Bauteile als solche, sondern auch die Anschlussmittel für die Steuerungsleitung vor Wasserzutritt in einfacher Weise zu sichern.
Eine elektrische Kontaktierung des Elektromotors mit der Verkabelung der Energieversorgung ist zweckmäßigerweise vor Wasser ungeschützt. Dies vereinfacht die Konstruktion in erheblichem Maße.
Insbesondere können die elektrischen Anschlüsse für Stromkabel zur Energieversorgung des Elektromotors, die in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt sind, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Anschlüsse von Wasser umgeben sind, sich bei den elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts (z. B. bei einer Nennspannung von 24 Volt) über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt.
Vorzugsweise verfügen die Stromkabel über insgesamt drei Stränge (drei Phasen).
Ferner kann am Arbeitsgerät ein Bedienfeld vorgesehen sein. Dieses kann eine wasserdichte Folientastatur d. h. Folienschichtung umfassen. Im Bereich bzw. unterhalb des Bedienfelds oder der Folientastatur kann eine Platine vorgesehen sein. Diese zusätzliche Platine kann ebenfalls über eine vorbeschriebene Steuerungsleitung angesteuert sein oder mit der im Gehäuse entfernt angeordneten Hauptplatine verbunden sein.
Vorzugsweise kann der stirnseitige Rand des Bedienfeldes, vorzugsweise der Folientastatur, ebenfalls von Vergussmasse bedeckt sein. Die Vergussmasse schließt somit die Folienschichtung seitlich entlang des Umfangs des Bedienfelds hermetisch ab.
Insbesondere kann im Bereich des stirnseitigen Randes des Bedienfeldes zum umgebenden Gehäuse für die Aufnahme von Vergussmasse ein vorzugsweise vollständig um das Bedienfeld umlaufender Spalt vorgesehen sein.
Ferner kann der Spalt außenseitig von einem Überstand des Bedienfeldes bedeckt also überlappt sein. Dies ermöglicht es, die Anordnung "über Kopf" mit Vergussmasse zu vergießen, da der Überstand hierbei ein "Auslaufen" von Vergussmasse verhindert.
Zur Unterbringung des Akkus ist erfindungsgemäß ein Einschubschacht mit darin befindlichen offenen, also vor Wasser ungeschützten Kontaktpins zur Kontaktierung mit dem Akku vorgesehen.
Die Kontaktpins sind erfindungsgemäß ebenfalls in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Kontaktpins von Wasser umgeben sind, sich bei den o. g. elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt.
Steuerungsleitungen der beschriebenen Art können die Platinen untereinander verbinden.
Als Ein- und Ausschalter kann ein Folienschalter vorgesehen sein.
Als Vergussmasse wird vorzugsweise eine Vergussmasse auf PU-, Epoxid oder Silikonbasis verwendet. Eine Vergussmasse auf Silikonbasis ist vor allem beim Auftreten erhöhter Temperaturen geeignet.

Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen

Nachstehend wird eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Wiederkehrende Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber lediglich einmal mit einem Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1: die Darstellung einer Gesamtansicht eines Beispiels eines Arbeitsgeräts in Form eines elektro-hydraulischen, batteriebetriebenen Schneidgeräts gemäß der Erfindung;
Fig. 2: ein Beispiel eines hydraulischen Schaltplans des Schneidgeräts gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine Teilschnittdarstellung des Gehäusebereichs des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts gemäß Fig. 1;
Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A von Fig. 3;
Fig. 5: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B von Fig. 3;
Fig. 6: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs C von Fig. 3;
Fig. 7: eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer Platinen-Anordnung zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowie
Fig. 8: eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Bedienfeldes mit einer Displayanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bezugszeichen 1 in Fig. 1 bezeichnet ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts in seiner Gesamtheit. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist das Arbeitsgerät 1 ein elektro-hydraulisches, batteriebetriebenes Schneidgerät (Cutter). Das Arbeitsgerät 1 umfasst ein Gehäuse 12, in dem sich ein Elektromotor 3 in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors, eine Hydraulikpumpe 2 sowie ein Hydrauliktank 19 mit Hydraulikfluid 30 befinden (vgl. auch Fig. 2 und 3). Darüber hinaus ist eine Ausgleichseinrichtung zum Volumenausgleich der Hydraulikflüssigkeit während des Betriebs des Arbeitsgeräts 1 vorgesehen. Hierbei kann es sich z.B. um eine flexible Membran oder einen insgesamt flexiblen Hydrauliktank handeln. Am Gehäuse 12 angebracht ist ein Bedienfeld 25 mit Display 14 sowie Ein-/Ausschalter 13. An dem Display 14 können die Betriebszustände von der Bedienungsperson abgelesen werden. An der Rückseite des Gehäuses ist ein Einschubschacht 26 für einen auswechselbaren Akku 18 vorgesehen. Anstelle des Akkus könnte an dieser Stelle auch ein (in Fig. 1 nicht dargestelltes) Netzteil eingeschoben werden. Die Nennspannung zum Betrieb des Geräts beträgt z. B. 24 Volt.
An der Vorderseite des Arbeitsgeräts 1 befinden sich in dem gezeigten Beispiel zwei Werkzeughälften 35a, 35b, welche bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung Schneidwerkzeughälften sind. Die beiden Schneidwerkzeughälften werden über eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Kolbenstange angetrieben. Letztere befindet sich in einem Hydraulikzylinder 4. Im Bereich des Hydraulikzylinders 4 befindet sich ein erster Handgriff 15. Ein zweiter Handgriff 16 ist am Gehäuse 12 vorgesehen. Das Arbeitsgerät 1 kann somit von der Bedienungsperson mit zwei Händen geführt bzw. bedient werden. Über ein manuell bedienbares Hydraulikventil 6 kann die Bedienungsperson mit der am zweiten Handgriff 16 befindlichen Hand manuell die Richtung des Hydraulikstroms steuern, sodass die Kolbenstange entweder eingefahren wird (wobei die Werkzeughälften 35a, 35b geschlossen werden) oder ausgefahren wird (wobei die Werkzeughälften 35a, 35b geöffnet werden) oder Hydrauliköl in den Versorgungskreislauf, also hin zum Hydrauliktank zurückgeleitet wird (Bypass-Betrieb).
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung des Steuerventils 6 handelt es sich um ein in der Verlängerung der Achse des Handgriffs 16 drehbares Steuerventil mit einem sogenannten Sterngriff, welcher zur Ansteuerung der Schaltpositionen von der Bedienungsperson gedreht wird. Das Gehäuse 12 umfasst zwei Gehäuseschalen, die (vgl. Fig. 3) über Verbindungselemente 7, z.B. Schrauben, miteinander verbunden sind. Es ist keine Dichtung zum Schutz gegen ein Eindringen von Wasser in das Gehäuse 12 bei einem Eintauchen des Gehäuses 12 in Wasser vorgesehen.
Die hier in Rede stehenden Arbeitsgeräte sind in der Lage, in jeglicher räumlicher Anordnung oder Ausrichtung betrieben zu werden.
Anstelle des vorbeschriebenen Schneidgeräts kann die Erfindung auch als ein Spreizgerät, ein Kombigerät mit Schneid- sowie Spreizfunktion oder als Hebe- bzw. Rettungszylinder ausgestaltet sein. Bei all diesen Geräten kommt eine Kolbenstange, die in einem Zylinder, z.B. Hydraulikzylinder geführt ist, zum Einsatz.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines hydraulischen Schaltplans eines Arbeitsgeräts nach Fig. 1. Bei dem Elektromotor handelt es sich um einen bürstenlosen Gleichstrommotor, welcher über eine Exzenterwelle 36 zwei Kolbenverdichter 2a, 2b antreibt. Der Kolbenverdichter 2b kann eine größere Förderleistung aufweisen als der Kolbenverdichter 2a. Der Förderstrom des Kolbenverdichters 2b wird z. B. auf ein Druckumschaltventil 32 geleitet. Der Förderstrom des Kolbenverdichters 2a wird als Steuersignal ebenfalls auf das Druckumschaltventil 32 geleitet. Das Druckumschaltventil 32 kann mittels Federkraft auf einen bestimmten Druckumschaltwert eingestellt werden. Übersteigt der Druck in der Steuerleitung des Kolbenverdichters 2a diesen Druckumschaltwert, so wird das Druckumschaltventil 32 geöffnet und der Förderstrom des Kolbenverdichters 2b wird in den Tank 19 abgeleitet. So ist sichergestellt, dass die benötigte Antriebsleistung des Systems innerhalb der verfügbaren Antriebsleistung bleibt.
Der Förderstrom verzweigt sich im weiteren Verlauf in Richtung Umschaltventil 6 und Druckabschaltventil 31. Das Druckabschaltventil 31 ist auf den zulässigen Systemdruck mittels Federkraft eingestellt. Übersteigt der Druck den eingestellten zulässigen Systemdruck, so öffnet das Druckabschaltventil 31 und lässt den Förderstrom so lange in den Tank zurückfließen, bis der zulässige Druck wieder unterschritten wird.
Das Steuerventil 6 wird mittels Sterngriff (vgl. Fig. 1) manuell vom Benutzer betätigt. Es hat eine federunterstützte Rückstellfunktion in die Neutralstellung. In der Neutralstellung befindet es sich, wie dargestellt, in der Mittelstellung. In dieser Stellung sind alle angeschlossenen Leitungen mit dem Tank verbunden, sodass sich kein Druck aufbauen kann und das System sich somit nicht bewegt. Wird das Steuerventil 6 z.B. nach rechts ausgelenkt, so wird in der linken Anschlussleitung mit Druck behafteter Förderstrom in Richtung des doppelt entsperrbaren Rückschlagventils 28 gefördert. Auf der rechten Anschlussleitung wird Hydrauliköl, welches aus Richtung des doppelt entsperrbaren Rückschlagventils 28 kommt, in den Tank 19 zurückgeführt. Wird das Steuerventil 6 nach links ausgelenkt, so dreht sich der eben beschriebene Prozess um, sodass letztendlich die Bewegungsrichtung des Gerätes umgekehrt wird. Der Förderstrom, der in die linke Anschlussleitung des doppelt entsperrbaren Rückschlagventils 28 gefördert wird, öffnet dort ein federbelastetes Rückschlagventil in der linken Anschlussleitung und über eine Steuerleitung, welche auf die rechte Anschlussleitung geführt wird, ebenfalls das dort befindliche Rückschlagventil. So ist sichergestellt, dass einerseits der Förderstrom in der linken Anschlussleitung dem Hydraulikzylinder 4 des Geräts zugeführt werden kann. Andererseits ist sichergestellt, dass das Hydrauliköl, welches aus dem Hydraulikzylinder 4 auf der rechten Seite aus dem Zylinder verdrängt wird, durch das doppelt entsperrbare Rückschlagventil 28 auf der rechten Anschlussleitung in den Tank 19 des Systems zurückgeführt werden kann.
Der Hydraulikzylinder 4 weist an beiden Anschlüssen eine Verzweigung auf Sicherheitsventile 29, 30 auf. Diese Sicherheitsventile 29, 30 gewährleisten, dass der in den Zylinderräumen befindliche Druck nicht höher als zulässig steigen kann. Steigt der Druck in einem oder in beiden Zylinderräumen über den sicherheitstechnisch zulässigen Druck an, so öffnen diese Ventile eine Verbindung zu dem Tank 19, sodass sich der Druck wieder abbauen kann. Zu einer Erhöhung des Drucks innerhalb des Hydraulikzylinders 4 kann es beispielsweise dadurch kommen, dass von außen auf den Kolben des Hydraulikzylinders 4 einwirkende Kräfte das Hydrauliköl zusätzlich komprimieren. An der Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 4 sind Vorrichtungen angebracht, die z.B. ein Schermesser, ein Spreizer oder dergleichen bewegen. Der Tank 19 kann beispielsweise als flexibler Gummibalg ausgebildet sein und dient hierbei gleichzeitig als Ausgleichseinrichtung.
Fig. 3 zeigt in einer Teilschnittdarstellung das Innere des Bereichs des Gehäuses 12 des Arbeitsgeräts 1 von Fig. 1. Die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung umfasst eine erste Platine 8 mit elektronischen Bauelementen 9, die insbesondere die Stromversorgung für den bürstenlosen Gleichstrommotor betreffen. Ferner ist im Bereich des Ein/Ausschalters 13 ein Bedienfeld mit einem Display 14 vorgesehen, welches eine eigene zweite Platine 20 umfasst. Bei dem Bedienfeld des Displays 14 handelt es sich vorzugsweise um eine wasserdichte Folientastatur. Über die Folientastatur können die notwendigen Bedienungen vorgenommen werden. Ferner ist im Bereich des Steuerventils 6 eine dritte Platine 22 vorgesehen, auf der sich als elektronisches Bauelement ein Sensor 21, insbesondere Magnetsensor, zur Erfassung der Auslenkung des Sterngriffs des Steuerventils 6 befindet. Mit der Drehung des Sterngriffs wird somit nicht nur die hydraulische Stellung des Steuerventils 6 verändert, sondern zudem auch der Elektromotor ein- bzw. -ausgeschaltet und/oder über die Winkelstellung des Sterngriffs noch dazu eine Turbofunktion ein- und/oder ausgeschaltet. Der Sensor 21 steht über eine Steuerungsleitung 10a mit der zweiten Platine 20 in Verbindung. Über eine weitere Steuerungsleitung 10b steht die zweite Platine 20 mit der ersten Platine 8 in Verbindung, welche die Hauptplatine darstellt. Die Steuerungsleitung 10b ist über wasserdichte Anschlussmittel 11 mit der Platine zweiten 20 und/oder der ersten Platine 8 verbunden. Ein Teil des jeweiligen Anschlussmittels 11 kann platinenseitig angeordnet sein und dort vorzugsweise ebenfalls zum Teil eingebettet sein. Der gegenüberliegende Teil der Anschlussmittel 11 befindet sich an der Steuerungsleitung 10a bzw. 10b. Bei dem Anschlussmittel 11 kann es sich um eine Steckverbindung und/oder Drehverbindung handeln, welche durch ein (in den Figuren nicht dargestelltes) Dichtmittel z. B. einen O-Ring abgedichtet ist.
Bei den Steuerleitungen 10a und/oder 10b handelt es sich jeweils um Leitungen, über die Steuersignale gesendet werden. Als Anschlussmittel 11 der Steuerleitung 10a an die elektronischen Bauelemente der zweiten Platine 20 und der dritten Platine 22 des Sensors 21 ist bei der Ausgestaltung nach Fig. 3 jeweils eine direkte Anbindung an die Platine z. B. per Lötverbindung vorgesehen. Als Anschlussmittel 11 der Steuerleitung 10b zwischen der ersten Platine 8 und der zweiten Platine 20 sind in Fig. 3 Steck- und/oder Drehverbinder vorgesehen.
Ferner sind im Bereich der ersten Platine 8 Stromkabel für die Energieversorgung des Elektromotors 3 angeordnet, die mit Kontaktpins 27 für den Akku oder ein Netzteil in elektrischer Verbindung stehen. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich um eine dreiphasige Verbindung mit drei Stromkabeln 23a, 23b und 23c. Insbesondere können die elektrischen Anschlüsse 24a bis 24c der Stromkabel 23a, 23b und 23c zur Energieversorgung des Elektromotors 3 in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt sein, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Anschlüsse 24a bis 24c von Wasser umgeben sind, sich bei den elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts (z. B. bei einer Nennspannung von 24 Volt) über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt. Entsprechende Anschlüsse sind auch am Elektromotor 3 vorgesehen, jedoch in Fig. 3 nicht erkennbar.
Offene, also vor Wasser ungeschützte, Kontaktpins 27 zum elektrischen Kontakt mit (einem in Fig. 4 jeweils nicht dargestellten) Akku oder einem Netzteil sind im Bereich des Einschubschachts 26 vorgesehen. Die Kontaktpins 27 sind ebenfalls in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Kontaktpins 27 von Wasser umgeben sind, sich bei den elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt. Die Kontaktpins 27 sowie die erste Platine 8 sind an einem Gehäuseteil 12a (Akkuaufnahme) befestigt. Die Steuerleitung 10b umfasst vor Wasser geschützte Anschlussmittel 11.
Aus der vergrößerten Teildarstellung von Fig. 5 sind die elektronischen Bauelemente 9 der zweiten Platine 20 ersichtlich, die von Vergussmasse 17 umschlossen sind. Ebenso ist aus Fig. 5 der Platinen-seitige Teil der Anschlussmittel 11 für die Platine 20 ersichtlich. Das Bedienfeld 25 ist als Folientastatur ausgebildet. Hierbei handelt es sich um einen sandwichförmigen Folienschichtaufbau. Der stirnseitige Rand des Bedienfeldes 25 also dieses Aufbaus ist ebenfalls von Vergussmasse 17 bedeckt ist. Hierzu ist im Bereich des stirnseitigen Randes des Bedienfeldes 25 ein vorzugsweise vollständig um das Bedienfeld 25 umlaufender Spalt 37 zum Gehäuse 12 vorgesehen. Der Spalt 37 wird außenseitig von einem Überstand 38 des Bedienfeldes 25 bzw. der Folientastatur (z. B. in Form einer überstehenden oberseitigen Folienschicht, welche mit einer Stufe 39 des Gehäuses 12 verklebt ist) bedeckt, so dass ein umlaufendes ringförmiges Sackloch entsteht, welches mit Vergussmasse 17 ausgefüllt werden kann. Auf diese Weise kann der gesamte Bereich "über Kopf" mit Vergussmasse 17 vergossen werden.
Aus der vergrößerten Teildarstellung von Fig. 6 ist der Magnetsensor 21 zur Feststellung der Auslenkung des Sterngriffs ersichtlich. Dieser befindet sich auf einer eigenen dritten Platine 22, die in einem Sensorhalter 33 in Form einer taschenförmigen Ausnehmung untergebracht ist. Magnetsensor 21 sowie Platine 22 sind zur Außenseite des Sensorhalters 33 hin durch eine Vergussmasse 17 abgedichtet. Die Vergussmasse 17 verschließt somit die taschenartige Ausnehmung des Sensorhalters 33 nach außen hin. Mit der dritten Platine 22 verbunden und mit der Vergussmasse 17 umschlossen ist auch die Steuerleitung 10a, die von der dritten Platine 22 zur zweiten Platine 20 des Bedienfelds bzw. Displays 14 führt. Dort ist der Endbereich der Steuerleitung 10a ebenfalls von Vergussmasse 17 umschlossen.
Fig. 7 zeigt die beiden Platinen 20, 22 mit elektronischen Baulelementen 9 (die Platine 22 mit einem elektronischen Bauelement z. B. in Form des Magnetsensors 21) im Ausgangszustand vor der Montage. Sie bestehen aus dem gleichen Platinengrundmaterial. Die dritte Platine 22 ist als ein Entnahmebereich aus der anderen zweiten Platine 20 festgelegt. Beide Platinen 20, 22 sind über das Steuerungskabel 10a verbunden. Als jeweilige Anschlussmittel 11 an beiden Platinen 20, 22 ist je eine Lötverbindung vorgesehen. Ferner sind zwei Solltrennstellen 40 vorgesehen, die zum Entnehmen der dritten Platine 22 zerstört werden müssen, wodurch die Platine 22 mit Verdrahtung herausgenommen werden kann. Die Anschlussmittel 11 werden anschließend beim Vergießen der Platinen 20, 22 mit Vergussmasse 17 mit eingeschlossen.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte isolierte Darstellung des Bedienfeldes 25 mit dem Ein-/Ausschalter 13 sowie dem Display 14 mit verschiedenen Anzeigen sowie Bedienfeldern. Das Bedienfeld 25 ist vorzugsweise als wasserdichte Folientastatur ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, das Arbeitsgerät 1 auch unter Wasser zu betreiben und zwar ohne dass das Gehäuse 12 abgedichtet sein muss. Diese neue wichtige Funktionalität kann somit ohne aufwendige Umbaumaßnahmen bzw. ohne nennenswerte Verteuerung der Herstellungskosten erzielt werden.
Bei den elektronischen Bauelementen der ersten Platine 8, zweiten Platine 20 und/oder dritten Platine 22 handelt es sich insbesondere um Microcontroller, Frequenzumrichter, Speicherbausteine, elektronische Schalter, Messeinrichtungen wie z. B. integrierte Halbleitertemperatursensoren und/oder LEDs.
Das Display 14 umfasst eine Anzeigeeinrichtung, die wiederum z.B. eine Lastanzeige und/oder Betriebszustandsanzeige und/oder Temperaturanzeige umfassen kann.
Der Akku 18 weist ein wasserdichtes Gehäuse oder zumindest eine eigenständige wasserdichte Kapselung auf.
Bei dem Ein-/Ausschalter 13 handelt es sich um einen wasserdichten Ein-/Ausschalter, beispielsweise einen Folienschalter oder einen Tastschalter.
Als Vergussmasse kann vorzugsweise eine Vergussmasse auf PU-, Epoxid- oder Silikonbasis verwendet werden. Eine Vergussmasse auf Silikonbasis ist besonders geeignet, sofern erhöhte Temperaturen beim Betrieb des Arbeitsgeräts 1 auftreten.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Arbeitsgerät
2a: Kolbenverdichter
2b: Kolbenverdichter
3: Elektromotor
4: Hydraulikzylinder
5: Kolbenstange
6: Steuerventil
7: Verbindungselement
8: erste Platine
9: elektronisches Bauelement
10: Steuerungskabel
11: Anschlussmittel
12: Gehäuse
12a: Gehäuse Akkuaufnahme
13: Ein-/Ausschalter
14: Display
15: erster Handgriff
16: zweiter Handgriff
17: Vergussmasse
18: Akku
19: Hydrauliktank
20: zweite Platine
21: Magnetsensor
22: dritte Platine
23a: Stromkabel
23b: Stromkabel
23c: Stromkabel
24a: elektrischer Anschluss
24b: elektrischer Anschluss
24c: elektrischer Anschluss
25: Bedienfeld
26: Einschubschacht
27: Kontaktpin
28: Rückschlagventil
29a: Sicherheitsventil
29b: Sicherheitsventil
30: Hydraulikfluid
31: Druckabschaltventil
32: Druckumschaltventil
33: Sensorhalter
34: Magnethalter
35a: Werkzeughälfte
35b: Werkzeughälfte
36: Exzenterwelle
37: Spalt
38: Überstand
39: Stufe
40: Solltrennstelle

Claims

Tragbares Arbeitsgerät (1), wie z.B. Spreizgerät, Schneidgerät oder Kombigerät mit Schneid- sowie Spreizfunktion, für den portablen Einsatz mit
einem Gehäuse (12),

einem im Gehäuse (12) befindlichen Elektromotor (3),

einer Energieversorgung
in Form eines am Arbeitsgerät (1) untergebrachten Akkus (18), oder eines Anschlusses für die Verbindung mit einer externen elektrischen Energiequelle,

einer mechanisch oder hydraulisch angetriebenen, verfahrbaren Kolbenstange (5) zum Verrichten von Arbeit, insbesondere Spreizarbeit und/oder Schneidarbeit und/oder Hebe- und/oder Drückarbeit,

einer elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors (3), die mindestens eine Platine (8, 20, 22) umfasst, auf der elektronische Bauelemente (9) angeordnet sind, sowie

mindestens einem Steuerungskabel (10a, 10b) zum Transport von Signalen zur Steuerung, wobei die Steuerungskabel (10a, 10b) Anschlussmittel (11) zum Anschluss an die Platine (8, 20, 22) aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, dass als Elektromotor (3) ein bürstenloser Gleichstrommotor vorgesehen ist,

die elektronischen Bauelemente (9) einer ersten Platine (8) zum Schutz gegen Eintritt von Wasser mit Vergussmasse (17) umschlossen sind,

die Anschlussmittel (11) des Steuerungskabels (10a, 10b) gegen ein Eindringen von Wasser geschützt sind, wobei als Anschlussmittel (11) eine Stecker-Verbindung vorgesehen ist,

am Gehäuse (12) keine Schutz- und/oder Dichtungsmaßnahmen gegen einen Eintritt von Wasser in das Innere des Gehäuses (12) bei einem Eintauchen des Gehäuses (12) in Wasser vorgesehen sind und

zur Unterbringung des Akkus (18) ein Einschubschacht (26) mit darin befindlichen offenen, vor Wasser ungeschützten, Kontaktpins (27) zur Kontaktierung mit dem Akku (18) vorgesehen ist, wobei die Kontaktpins (27) in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt sind, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Kontaktpins (27) von Wasser umgeben sind, sich bei den elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts (1) über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung ein Bedienfeld (25) und/oder Display (14) mit einer zweiten Platine (20) umfasst, auf der elektronische Bauelemente (9) angeordnet sind, und die elektronischen Bauelemente (9) der zweiten Platine (20) zum Schutz gegen Eintritt von Wasser ebenfalls mit Vergussmasse (17) umschlossen sind.
Arbeitsgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung einen Sensor (21) mit einer dritten Platine (22) umfasst, auf der elektronische Bauelemente (9) angeordnet sind, und die elektronischen Bauelemente (9) der dritten Platine (22) zum Schutz gegen Eintritt von Wasser ebenfalls mit Vergussmasse (17) umschlossen sind.
Arbeitsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite (20) und dritte Platine (22) aus dem gleichen Platinengrundmaterial bestehen, die dritte Platine (22) als ein Entnahmebereich aus der zweiten Platine (20) festgelegt ist, die zweite und dritte Platine (20, 22) über ein Steuerungskabel (10a) verbunden sind und als jeweilige Anschlussmittel (11) an der zweiten und dritten Platine (20, 22) eine Lötverbindung vorgesehen sind.
Arbeitsgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vor Wasser ungeschützte elektrische Kontaktierung des Elektromotors (3) mit der Energieversorgung vorgesehen ist.
Arbeitsgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Anschlüsse (24a bis 24c) für Stromkabel (23) zur Energieversorgung des Elektromotors (3) vorgesehen sind, die in einem ausreichenden Abstand zueinander entfernt sind, der gewährleistet, dass für den Fall, dass die Anschlüsse (35 bis 37) von Wasser umgeben sind, sich bei den elektrischen Betriebsbedingungen des Arbeitsgeräts (1) über das Wasser als elektrisches Leitungsmedium kein elektrischer Kurzschluss einstellt.
Arbeitsgerät nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (25) eine Folientastatur umfasst.
Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folientastatur im Bereich der zweiten Platine (20) vorgesehen ist.
Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Rand des Bedienfeldes (25), vorzugsweise der Folientastatur, von Vergussmasse (17) bedeckt ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des stirnseitigen Randes des Bedienfeldes (25) ein vorzugsweise vollständig um das Bedienfeld (25) umlaufender Spalt (37) vorgesehen ist, der außenseitig von einem Überstand (38) des Bedienfeldes (25) bedeckt ist.
Arbeitsgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ein- und Ausschalter (13) vorgesehen ist, der ein Folienschalter ist.
Arbeitsgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergussmasse (34) eine Vergussmasse auf PU-, Epoxid- oder Silikonbasis verwendet wird.