EP4565392A1 - Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit

Info

Publication number
EP4565392A1
EP4565392A1 EP23751951.7A EP23751951A EP4565392A1 EP 4565392 A1 EP4565392 A1 EP 4565392A1 EP 23751951 A EP23751951 A EP 23751951A EP 4565392 A1 EP4565392 A1 EP 4565392A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating element
storage unit
energy storage
state parameter
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23751951.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Schmid
Josua FRANK
Christian SCHOCK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festool GmbH
Original Assignee
Festool GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festool GmbH filed Critical Festool GmbH
Publication of EP4565392A1 publication Critical patent/EP4565392A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G19/00—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws
    • B27G19/02—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws for circular saws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0078—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise
    • B23Q11/0092—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise actuating braking or stopping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B5/00—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor
    • B27B5/29—Details; Component parts; Accessories
    • B27B5/38—Devices for braking the circular saw blade or the saw spindle; Devices for damping vibrations of the circular saw blade, e.g. silencing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G19/00—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws
    • B27G19/02—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws for circular saws
    • B27G19/04—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws for circular saws for manually-operated power-driven circular saws

Definitions

  • the invention is directed to a method for operating an emergency braking unit for a motor-driven tool.
  • the emergency brake unit has an actuator with an actuating element and at least one electrical energy storage unit, which is electrically coupled to the actuating element via an electrical switching element, so that the actuating element can be selectively acted upon by electrical energy stored in the energy storage unit by actuating the switching element.
  • the invention also relates to a monitoring unit for monitoring a state of an emergency braking unit for a motor-driven tool.
  • the emergency brake unit has an actuator with an actuating element and at least one electrical energy storage unit, which is electrically coupled to the actuating element via an electrical switching element, so that the actuating element can be selectively acted upon by electrical energy stored in the energy storage unit by actuating the switching element.
  • the invention is directed to an emergency brake unit for a motor-driven tool with such a monitoring unit.
  • an actuating element is understood to mean that element of the actuator by means of which the movement is generated that the actuator needs to act on a system actuated by the actuator, here the brake system.
  • a known type of actuator includes a shape memory alloy. Their function is based on a thermally activated lattice transformation of the shape memory alloy, which leads to a change in the length of the actuating element. Actuators comprising a shape memory alloy are often shaped as wires that shorten due to the thermally activated grid transformation.
  • Another known type of actuating element is a lifting magnet, in which a plunger can be displaced by electrically controlling a magnetic coil.
  • Such actuators are preferably used in reversible emergency braking units, i.e. in emergency braking units that can be used multiple times to bring the cutting element to a standstill. It goes without saying that with reversible emergency brake units, the actuator must be able to be actuated several times with a consistently high level of reliability.
  • the invention is therefore based on the object of further improving known emergency braking units.
  • the task is solved by a method for operating an emergency braking unit for a motor-driven tool.
  • the emergency brake unit has an actuator with an actuating element and at least one electrical energy storage unit, which is electrically coupled to the actuating element via an electrical switching element, so that the actuating element can be selectively acted upon by electrical energy stored in the energy storage unit by actuating the switching element.
  • the procedure includes: - detecting an energy storage unit state parameter that characterizes a state of the energy storage unit and/or an actuation element state parameter that characterizes a state of the actuation element,
  • a state of at least one of the energy storage unit and the actuating element is monitored. Only if the energy storage unit state parameter or actuating element state parameter describing the state lies within an associated normal range, which can also be referred to as a normal range, can the actuator of the emergency brake unit and thus the emergency brake unit as a whole be operated. Otherwise, the operation of the actuator and thus the emergency braking unit will be blocked. In this way, the reliability of the emergency braking unit is increased since it can only be operated if a corresponding state has been detected for at least one of the energy storage unit and the actuating element. This is particularly true if the emergency braking unit is an emergency braking unit that can be triggered multiple times.
  • This variant ensures that at least one of the energy storage unit and the actuating element is in a suitable state each time it is triggered.
  • emergency brake units that can be triggered multiple times, it can also be said in this context that an aging condition or state of wear resulting from triggers that have already occurred is monitored. It goes without saying that operating the emergency brake unit is only possible depending on a status parameter that was previously also was recorded or received.
  • a lock signal there are several alternatives. In a first alternative, such a blocking signal is actively triggered when the energy storage unit state parameter and/or the actuating element state parameter lies outside the respectively assigned normal range.
  • an active or explicit release signal can optionally be triggered.
  • an active release signal is always triggered when all detected status parameters, ie the energy storage unit status parameters and/or the actuating element status parameters, are within the normal range.
  • a blocking signal can be triggered by simply no longer triggering a release signal. It is also understood that, depending on the type of condition parameter, the assigned threshold value can limit the normal range upwards and/or downwards.
  • the tool may be a handheld tool, which may also be referred to as a hand tool, a semi-stationary tool, or a stationary tool.
  • the tool is a saw.
  • This can be a hand saw, a semi-stationary saw or a stationary saw.
  • An example of a hand saw is a circular saw.
  • An example of a semi-stationary saw is a mobile table saw.
  • An example of a stationary saw is a panel saw.
  • the actuating element can be a lifting magnet or a shape memory alloy, e.g. B. in wire form.
  • the electrical energy storage unit can be an electrical capacitor or a battery. It is irrelevant whether the electrical energy storage unit, ie the capacitor or the battery, is structurally designed as a component of the Actuator or as a component of the tool. All that matters is that the electrical energy storage unit is electrically coupled to the actuating element.
  • the actuator includes a biasing element.
  • the procedure can then additionally include:
  • the biasing element is designed in particular to move the actuating element into a predetermined position or position or to hold it there when the actuating element is not actuated.
  • the biasing element is designed, for example, as a spring. In this variant, a state of the prestressing element is monitored. In this way it is ensured that the actuator and the emergency brake unit equipped with it are only operated when the biasing element is in a suitable state. Consequently, the reliability of the emergency braking unit is increased.
  • the biasing element state parameter can describe a conductivity of the biasing element and the biasing element threshold value can describe a minimum permissible conductivity.
  • the conductivity of the biasing element is expediently measured between two ends of the biasing element.
  • the biasing element can be designed as a spring, in particular as a spiral or torsion spring made of an electrically conductive material such as metal.
  • reduced or absent conductivity can be understood as an indication of structural damage to the prestressing element become. In such a case, the operation of the actuator and thus the emergency braking unit is stopped.
  • An illustrative example of this is a broken metal spiral spring, the conductivity of which is greatly reduced or no longer exists due to the break.
  • the energy storage unit state parameter can also describe a number of actuation processes of the energy storage unit that have already taken place and the energy storage unit threshold value can describe a number of maximum permissible actuation processes.
  • the actuating element state parameter can describe a number of actuation processes of the actuating element that have already taken place and the actuating element threshold value can describe a number of maximum permissible actuation processes. Actuation processes of the energy storage unit and/or the actuation element are therefore counted and compared with a maximum number.
  • the maximum number can be specified by a manufacturer of the actuator or emergency brake unit as a fixed maximum number. This value is therefore fixed and cannot be changed by a user either directly or indirectly.
  • the maximum number can be calculated depending on one or more state parameters of the actuating element and/or the energy storage unit. This results in a situational maximum number, which depends on the specific aging and/or the specific wear of the actuator and/or the emergency brake unit. This can be influenced at least indirectly by usage behavior.
  • State parameters that can be used for this purpose are an energy storage capacity of the energy storage unit or an electrical resistance of an actuating element that includes a shape memory alloy, e.g. B. a wire made of a shape memory alloy.
  • the maximum number is not calculated as a direct dependency on one or more state parameters of the actuation element and/or the energy storage unit, but rather by means of a model that calculates a maximum number based on one or more state parameters of the actuation element and/or the energy storage unit.
  • a model can be based on empirical data from the operation of the actuator and/or the emergency braking unit can be constructed as a whole.
  • the empirical data includes, for example, a number of previous triggerings, historical current strengths and energization periods during historical triggerings, a downtime during which the emergency braking unit was out of operation and/or a downtime between two safety tests of the emergency braking unit. All variants ensure that the emergency braking unit either functions with high reliability or that a locking signal is triggered.
  • threshold value that defines the number of maximum permissible actuation processes can also be determined as the lowest number of maximum permissible actuation processes from the fixed maximum number and the situational maximum number.
  • the actuating element state parameter describes a position or a position difference of the actuating element and the actuating element threshold value describes a target position or a target position difference.
  • a position difference is, for example, a stroke of the actuating element.
  • the position can be a starting position or zero position of the actuating element.
  • the actuating element state parameter can describe an electrical resistance of the actuating element and the actuating element threshold value to describe a maximum permissible electrical resistance.
  • the electrical resistance is viewed as an indicator of wear and/or aging. This applies in particular in a case in which the actuating element comprises a shape memory alloy.
  • structural fatigue of the shape memory alloy can be derived from an increase in electrical resistance.
  • a temperature influence on the electrical resistance can be eliminated mathematically.
  • damage to electrical lines can be detected via increased electrical resistance, e.g. B. Cable break.
  • the actuator state parameter can describe a voltage drop across the actuator and the actuator threshold value can describe a maximum permissible voltage drop.
  • the voltage drop itself can be used as an indicator of a state of aging or wear. This is particularly the case if an associated current is only subject to small fluctuations or is known. Alternatively, it is conceivable to use the voltage drop to calculate the electrical resistance.
  • the actuation element state parameter describes an actuation force of the actuation element and the actuation element threshold value describes a minimum permissible actuation force.
  • the prestressing element state parameter describes a prestressing force of the prestressing element and the prestressing element Threshold value is a minimum permissible preload force. It is thus ensured that the actuating element and/or the biasing element either have an actuation force or biasing force that is sufficient for reliable operation of the emergency brake unit, or that a locking signal is triggered. Overall, the emergency braking unit is highly reliable.
  • the energy storage unit state parameter describes a storage capacity of the energy storage unit and the energy storage unit threshold value describes a permissible minimum storage capacity.
  • energy stored in the energy storage unit is used to actuate the actuator. This ensures that the storage capacity, which may be subject to aging or wear, is sufficient for reliable operation of the emergency brake unit.
  • At least one of energy storage unit state parameters, actuator state parameters, and biasing element state parameters may be detected during a test routine.
  • Alternative terms for a test routine are test operation, test sequence, test routine and self-test.
  • the test routine must be distinguished from the operation of the emergency braking unit.
  • the test routine is carried out before the actual operation or before a specified operating phase in order to ensure that the condition parameters recorded are within the normal range. Otherwise no operation is possible.
  • the test routine is carried out, for example, after every activation of the emergency brake unit, after every use of the tool, before every use of the tool or regularly during work breaks or temporary interruptions in the operation of the tool.
  • the energy storage unit can be fully or partially charged and discharged again. In this way, a storage capacity of the energy storage unit can be determined.
  • the actuating element comprises a shape memory alloy in the form of a wire
  • the test routine may also include checking whether a cutting element is mounted in the tool.
  • the cutting element is, for example, a saw blade.
  • the test routine can include checking a mechanical component of the emergency brake unit for wear.
  • the state of wear of brake pads of the emergency brake unit can be determined.
  • the state of wear of the brake pad or brake pads can be determined, for example, by applying the brake to the capacitively coupled saw blade.
  • the thickness of the brake pad has an influence on the capacitive coupling between the saw blade and the brake, so that it is possible to draw conclusions about the wear of the brake pad.
  • the method further comprises providing a user with at least one of energy storage unit state parameters, actuation element state parameters and biasing element state parameters.
  • An overall state aggregated from at least two energy storage unit state parameters, actuating element state parameters and biasing element state parameters can also be provided.
  • the provision can be made either via an interface that is not directly readable by a human, e.g. B. via Bluetooth or WLAN.
  • a smartphone or other electronic device can be coupled to an interface of the emergency brake unit.
  • a human-readable communication interface can be provided on the emergency brake unit or on the tool equipped with it, e.g. B. a display.
  • a user can be informed in this way of activations of the emergency brake unit that have already taken place and/or activations that are still available. Based The user can then plan their work with the tool well. Furthermore, confidence in the reliability of the emergency braking unit and the tool equipped with it is strengthened.
  • the method can also include triggering a warning signal if at least one of the energy storage unit state parameters, actuating element state parameters and biasing element state parameters is within the respectively assigned normal range and within an assigned warning range.
  • the warning range lies at one end of the standard range, which corresponds to comparatively high wear or comparatively high aging. The user of the emergency braking unit and the tool equipped with it thus receives a warning that operation of the emergency braking unit may soon no longer be possible and can therefore prepare for this.
  • the task is solved by a monitoring unit for monitoring a state of an emergency brake unit for a motor-driven tool.
  • the emergency brake unit has an actuator with an actuating element and at least one electrical energy storage unit, which is electrically coupled to the actuating element via an electrical switching element, so that the actuating element can be selectively acted upon by electrical energy stored in the energy storage unit by actuating the switching element.
  • the monitoring unit comprises at least one status sensor, which is designed to detect an energy storage unit status parameter that characterizes a status of the energy storage unit.
  • the state sensor is designed to detect an actuating element state parameter that characterizes a state of the actuating element.
  • the monitoring unit comprises a storage unit on which at least one of an energy storage unit threshold value and an actuating element threshold value is stored, which limits a respective assigned normal range.
  • the monitoring unit includes a computing unit that is designed to compare the energy storage unit state parameter detected by the state sensor with the energy storage unit threshold value. Alternatively or additionally, this is Computing unit designed to compare the detected actuating element state parameter with the actuating element threshold value.
  • the monitoring unit further comprises a communication interface for triggering a blocking signal.
  • the actuator of the emergency brake unit Only if the state parameter describing the state lies within an associated standard range, which can also be referred to as a normal range, can the actuator of the emergency brake unit and thus the emergency brake unit as a whole be operated. Otherwise, the operation of the actuator and thus the emergency braking unit will be blocked. In this way, the reliability of the emergency braking unit is increased since it can only be operated if a corresponding state has been recorded within the respective assigned standard range for all state parameters to be recorded. This is particularly true if the emergency braking unit is an emergency braking unit that can be triggered multiple times. This variant ensures that the emergency braking unit is in a suitable state each time it is triggered.
  • the state sensor can be an electrical current sensor or an electrical voltage sensor, which detects a current flowing across a system boundary of the energy storage unit or a voltage falling across the energy storage unit over time. Such current and voltage curves can be evaluated to determine a number of actuation processes. In the case of the detected electrical current, a current flow direction can also be taken into account. In this context, for example, crossings above certain threshold values are counted and used as indicators for actuation processes.
  • the state sensor can be an electrical current sensor that detects a current flowing across a system boundary of the energy storage unit over time. To determine the storage capacity, the energy storage unit, e.g. B. as part of a test routine, once fully loaded and once completely discharged. The storage capacity can be determined from the current curve that occurs.
  • condition sensor can be an electrical voltage sensor that detects a voltage drop across the actuating element over time.
  • the condition sensor can be a combination of an electrical current sensor and an electrical voltage sensor. A current flowing across a system boundary of the actuating element and a voltage dropping across the actuating element can therefore be detected over time.
  • the electrical resistance can be calculated using these values.
  • the state sensor can also be an electrical current sensor or an electrical voltage sensor, which detects a current flowing across a system boundary of the actuating element or a voltage falling across the actuating element over time. Such current and voltage curves can be evaluated to determine a number of actuation processes. In this context, for example, crossings above certain threshold values are counted and used as indicators for actuation processes. Alternatively or additionally, the current and voltage curves can be used to determine an aging state of the actuating element, for example by counting crossings above certain current or voltage threshold values and using them as indicators of the aging of the actuating element. If the state to be detected by the monitoring unit relates to a position or position difference of the actuating element, the state sensor can be a position sensor. Both position sensors that can detect an absolute position and position sensors that can only detect a relative position come into consideration.
  • the state sensor can be a force sensor.
  • the state sensor can also be an electrical current sensor or an electrical voltage sensor, which detects a current flowing across a system boundary of the actuating element or a voltage falling across the actuating element over time. Such current and voltage curves can be used to determine the actuation latency.
  • the already mentioned position sensor and/or the already mentioned force sensor can also be used.
  • the status sensor can be a trigger control unit for detecting that a user comes into contact with the saw blade or that such contact is imminent, which includes, for example, a capacitive sensor.
  • a trigger control unit for detecting that a user comes into contact with the saw blade or that such contact is imminent, which includes, for example, a capacitive sensor.
  • the monitoring unit can also include a status sensor which is designed to determine a status of a biasing element of the actuator of the emergency brake unit.
  • the condition sensor can be an electrical current sensor that detects a current flowing across a system boundary of the biasing element. The conductivity can be determined based on the size of the measured current. If the state to be detected by the monitoring unit relates to a pretensioning force of the pretensioning element, the state sensor can be a force sensor.
  • the status sensor can also include any combination of the sensors mentioned.
  • the task is further solved by an emergency braking unit for a motor-driven tool.
  • the emergency brake unit includes a monitoring unit according to the invention.
  • a state of at least one of the energy storage unit and the actuating element, i.e. the functional core elements of the emergency brake unit, can therefore be monitored. Only if the state parameter describing the state lies within an associated standard range, which can also be referred to as a normal range, can the actuator of the emergency brake unit and thus the emergency brake unit as a whole be operated. Otherwise, the operation of the actuator and thus the emergency braking unit will be blocked. In this way, the reliability of the emergency braking unit is increased.
  • the effects and advantages mentioned with regard to one of the method according to the invention, the monitoring unit according to the invention and the emergency braking unit according to the invention also apply to each other from the method according to the invention, the monitoring unit according to the invention and the emergency braking unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sawing device with an emergency braking unit according to the invention, which is equipped with a monitoring unit according to the invention and an actuator, the emergency braking unit being operable by means of a method according to the invention
  • Figure 2 shows the sawing device from Figure 1, with a housing part and a protective cover being omitted
  • Figure 3 shows a section through the sawing device from Figure 2 along plane III
  • FIG. 4 shows the emergency brake unit in an isolated representation in a view along direction IV in FIG. 2,
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the emergency brake unit in a view corresponding to FIG. 3,
  • Figure 6 shows a further alternative in a view corresponding to Figure 3
  • Figure 7 shows the emergency brake unit according to the invention as well as its actuator and the monitoring unit according to the invention in a schematic view.
  • Figures 1 and 2 show a motor-driven tool 10, which in the example shown is a sawing device 12, more precisely a cross-cut saw.
  • the sawing device 10 includes a base part 14 which has a support surface 16 for a workpiece 18.
  • the workpiece 18 is to be understood as an example.
  • the sawing device 12 has a pivoting device 20, which is mounted in an articulated manner on the base part 14 at a first section 20a.
  • a disk-shaped saw blade 22 is mounted on a second section 20b, which is spaced apart from the first section 20a.
  • a handle 24 is provided on the second section 20b.
  • a user of the sawing device 12 can thus bring the saw blade 22 in a rotating state into interaction with the workpiece 18 stored on the support surface 16 by means of the handle 24, so that it is sawn or sawn off.
  • the sawing device 12, ie the motor-driven tool 10, is also equipped with an emergency brake unit 26.
  • the emergency brake unit 26 is designed to brake the saw blade 22 to a standstill if, in a state in which the saw blade 22 rotates, it is detected that a user comes into contact with the saw blade 22 or that such contact is imminent.
  • the saw blade 22 is used as a capacitive sensor element, i.e. an electrical capacitance of the saw blade 22 is continuously recorded.
  • a contact is detected.
  • This example is to be understood as exemplary.
  • Other, for example optical, methods for detecting that a user is coming into contact with the saw blade 22 or that such contact is imminent are also conceivable.
  • the emergency brake unit 26 can be seen in detail in several variants in FIGS. 3 to 6.
  • the emergency brake unit 26 has a brake caliper 28 which engages over an edge of the saw blade 22, so that a pressure element 30 provided on the brake caliper 28 is on a first axial side of the saw blade 22 and a brake cam 32 rotatably mounted on the brake caliper 28 is on a second axial side of the saw blade 22 is arranged.
  • the brake cam 32 is coupled to an actuator 34, by means of which the brake cam 32 can optionally be rotated in such a way that it presses the saw blade 22 against the pressure element 30 and consequently brakes it to a standstill.
  • the actuator 34 comprises an actuating element 36 which comprises a shape memory alloy 38.
  • the actuator 36 is formed as a wire made of the shape memory alloy 38.
  • the actuating element 36 is attached to a fastening receptacle at a first end 36a.
  • the fastening receptacle can be part of the brake caliper 28 or part of a holding structure fixed to the brake caliper 28.
  • the other end 36b of the actuating element 36 is attached to a carriage 40, which is mounted in a translationally displaceable manner relative to the brake caliper 28.
  • the carriage 40 is in one direction by means of a biasing element 42 force is applied, which corresponds to a tensile load on the actuating element 36.
  • the biasing element 42 is designed as a spiral spring.
  • the carriage 40 is coupled to the brake cam 32 via an actuating pin 44.
  • actuating element 34 If the actuating element 34 is subjected to an electrical current of sufficient magnitude, a thermally induced lattice transformation of the shape memory alloy 38 takes place, which results in the actuating element 36 being shortened. This results in a displacement of the carriage 40 and the actuating pin 44 to the right side in Figure 3, i.e. against the preload of the pretensioning element 42. As a result, the brake cam 32 is brought into engagement with the saw blade 22 and brakes it to a standstill.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the actuator 34.
  • the first end 36a of the actuating element 36 which is designed as a wire made of shape memory alloy 38, is fixed relative to the brake caliper 28 as before.
  • the second end 36b is attached directly to the brake cam 32.
  • the brake cam 32 is subjected to force by means of a biasing element 42.
  • the loading direction again corresponds to a tensile loading direction for the actuating element 36.
  • the biasing element 42 is again a spiral spring.
  • actuating element 36 is now designed as a lifting magnet 46, which acts directly on the brake cam 32 with its plunger 48.
  • the actuating element 36 i.e. the lifting magnet 46
  • the plunger 48 moves to the right in FIG. This results in a rotation of the brake cam 32, in the illustration according to Figure 6, clockwise, so that it is brought into engagement with the saw blade 22 and brakes it to a standstill.
  • the emergency brake unit 26 includes a monitoring unit 50, which is only shown schematically in FIGS. 3 to 6. This can be seen in detail together with the other components of the actuator 34 in Figure 7.
  • the emergency brake unit 26, whose actuating element 36 could be seen in FIGS. 3 to 6, also includes an electrical energy storage unit 52, which can be designed as a battery or capacitor.
  • the electrical energy storage unit 52 is coupled to the actuating element 36 via an electrical switching element 54, so that the actuating element 36 can be selectively supplied with electrical energy stored in the energy storage unit 52 by actuating the switching element 54.
  • the switching element 54 depending on the embodiment, the wire made of shape memory alloy 38 or the lifting magnet 46 is energized. For this purpose, an amount of charge that is provided in the energy storage unit 52 is used.
  • the monitoring unit 50 is designed to monitor a state of the emergency brake unit 26.
  • the monitoring unit 50 includes a first state sensor 56a, which is designed to detect an energy storage unit state parameter ZI, which characterizes a state of the energy storage unit 52.
  • the monitoring unit 50 further comprises a second status sensor 56b which is designed to detect an actuation element status parameter Z2, which characterizes a state of the actuation element 36.
  • the monitoring unit 50 in the present example includes a third state sensor 56c, which is designed to detect a biasing element state parameter Z3, which characterizes a state of the biasing element 42.
  • All status sensors 56a, 56b, 56c are technically coupled to a computing unit 58 of the monitoring unit 50.
  • the computing unit 58 is also coupled to a storage unit 60 for signaling purposes.
  • the computing unit 58 is designed to use the energy storage unit detected by means of the respectively assigned state sensor 56a, 56b, 56c.
  • the computing unit 58 is designed to receive from the storage unit 60 an energy storage unit threshold value S1, which is assigned to the energy storage unit state parameter ZI, to receive an actuating element threshold value S2, which is assigned to the actuating element state parameter Z2, and a biasing element Receive threshold value S3, which is assigned to the biasing element state parameter Z3.
  • the energy storage unit threshold value Sl, the actuating element threshold value S2 and the biasing element threshold value S3 are stored on the storage unit 60.
  • the energy storage unit threshold value Sl limits a normal range of the energy storage unit state parameter ZI.
  • the actuating element threshold value S2 limits a normal range of the actuating element state parameter Z2.
  • the prestressing element threshold value S3 limits a normal range of the prestressing element state parameter Z3.
  • the computing unit 58 is designed to calculate the energy storage unit state parameter ZI, the actuating element state parameter Z2 and the biasing element state parameter Z3, which are detected by means of the respectively assigned state sensor 56a, 56b, 56c, with the respective associated ones from the energy storage unit threshold value Sl, the actuating element threshold value S2 and the biasing element threshold value S3.
  • the monitoring unit 50 includes a communication interface 62, which is coupled to the computing unit 58 in terms of signals.
  • a blocking signal can be triggered via the communication interface 62, which causes the actuator 34 and thus the emergency brake unit 26 not to be operable.
  • the first status sensor 56a includes an electrical current sensor and an electrical voltage sensor. A current flowing across a system boundary of the energy storage unit 52 and a voltage dropping across the energy storage unit 52 can thus be detected over time.
  • a number of actuation processes can be determined using the computing unit 58.
  • transfers of the measured current is counted over a specific threshold value provided by the storage unit 60 and used as indicators for actuation processes.
  • the computing unit 58 is designed to determine a storage capacity of the energy storage unit 52 based on the detected current curve.
  • the second status sensor 56b also includes an electrical current sensor and an electrical voltage sensor. A current flowing across a system boundary of the actuating element 36 and a voltage dropping across the actuating element 36 can thus be detected over time.
  • the voltage drop itself can be used to monitor the condition of the actuating element 36.
  • an electrical resistance of the actuating element 36 can be calculated, which can be used as the actuating element state parameter Z2.
  • a number of actuation processes can also be determined for the actuating element 36 based on the current and voltage curves using the computing unit 58.
  • the second state sensor 56b further comprises a position sensor by means of which a position of the second end 36b of the actuating element 36 in the form of a wire made of shape memory alloy 38 can be detected. If the actuating element 36 is designed as a lifting magnet 46 (see FIG. 6), a position of the plunger 48 can be detected by means of the position sensor.
  • the second status sensor 56b also includes a force sensor.
  • An actuation force of the actuation element 36 can be detected by means of the force sensor.
  • the current sensor or the voltage sensor can also detect an actuation latency of the actuating element 36 in combination with the position sensor or the force sensor.
  • a desired start of actuation in the form of a change in voltage or a change in current is detected using the voltage sensor or the current sensor.
  • An actual start of movement of the actuating element 36 is detected by means of the position sensor or the force sensor.
  • the interval in between is the actuation latency.
  • the computing unit 58 is designed to carry out the above steps for calculating the actuation latency.
  • the actuation latency can be determined using a state sensor, which is or includes a trigger control unit 55.
  • a state sensor which is or includes a trigger control unit 55.
  • the trigger control unit 55 includes, for example, a capacitive sensor.
  • the capacitive sensor is used to detect contact or an approach of an electrically conductive medium, for example the skin of a user, to the emergency brake unit 26.
  • the trigger control unit 55 can thus assume a “triggered” and an “untriggered” state. This can be viewed as a trigger control unit state parameter Z4.
  • the trigger control unit state parameter Z4 can also be used as part of the test routine.
  • the trigger control unit 55 is switched from the “untriggered” to the “triggered” state by means of a test trigger, without contact with the saw blade 22 being detected by the capacitive sensor. Rather, the capacitive sensor is used to detect contact between the brake, in particular the brake cam 32, and the saw blade 22.
  • the time period from the test triggering of the emergency brake unit 26, ie from the time at which the trigger control unit state parameter Z4 changes from “untriggered” to “triggered”, until the contact of the brake, in particular the brake cam 32, can be included the saw blade 22, ie from the time at which the trigger control unit reports “no contact with the saw blade”. “Contact to the saw blade” changes, i.e. the actuation latency of the entire emergency brake unit 26, can be determined.
  • the third status sensor 56c can also include an electrical current sensor. If a current value detected in this way is compared with a biasing element threshold value S3 stored on the storage unit 60, a conductivity of the biasing element 42 can be determined.
  • the third status sensor 56c includes a force sensor. In this way, a biasing force of the biasing element 42 can be detected.
  • the monitoring unit 50 is also equipped with a user interface 64, which is coupled to the computing unit 58 in terms of signals.
  • a user interface 64 which is coupled to the computing unit 58 in terms of signals.
  • Each of energy storage unit state parameters ZI, actuating element state parameters Z2 and biasing element state parameters Z3 can be provided to a user of the tool 10 via the user interface 64.
  • the energy storage unit threshold value Sl, the actuating element threshold value S2 and the biasing element threshold value S3 can also be provided to the user.
  • the user interface 64 is designed as a display.
  • the monitoring unit 50 includes a warning unit 66, which is also coupled to the computing unit 58 in terms of signals.
  • a warning signal can be issued by means of the warning unit 66.
  • the warning unit 66 is designed as a loudspeaker. However, it should be understood that this is merely an example.
  • the warning unit 66 and the user interface 64 can be formed by a common display.
  • the warning unit 66 is designed to emit visual warning signals.
  • the actuator 34 can be operated using a method for operating an actuator of an emergency brake unit for a motor-driven tool.
  • the energy storage unit state parameter ZI which characterizes a state of the energy storage unit 52, is recorded in the present case.
  • actuating element state parameter Z2 which characterizes a state of the actuating element 36, is recorded.
  • biasing element state parameter Z3 is detected, which characterizes a state of the biasing element 42.
  • an energy storage unit threshold value Sl assigned to the energy storage unit state parameter ZI, a state parameter threshold value S2 assigned to the actuating element state parameter Z2 and a biasing element threshold value S3 assigned to the biasing element state parameter Z3 are obtained from the storage unit 60.
  • the energy storage unit state parameter ZI is compared with the energy storage unit threshold value Sl
  • the actuating element state parameter Z2 is compared with the actuating element threshold value S2
  • the biasing element state parameter Z3 is compared with the biasing element threshold value S3.
  • the energy storage unit threshold value Sl is therefore assigned to the energy storage unit state parameter ZI, the actuating element threshold value S2 to the actuating element state parameter Z2 and the threshold value S3 to the state parameter S3.
  • the energy storage unit threshold value Sl limits a normal range of the energy storage unit state parameter ZI
  • the actuating element threshold value S2 limits a normal range of the actuating element state parameter Z2
  • the biasing element threshold value S3 limits a normal range of the biasing element state parameter Z3.
  • each of the energy storage unit state parameters ZI, the actuating element state parameter Z2 and the biasing element state parameter Z3 must be within the respective assigned normal range.
  • a blocking signal is triggered by means of the method if one of the energy storage unit state parameter ZI, actuating element state parameter Z2 and biasing element state parameter Z3 is outside the normal range. Then the emergency brake unit 26 cannot be operated.
  • the method provides for a warning signal to be output by means of the warning unit 66.
  • the warning range is selected within the respectively assigned normal range so that an energy storage unit state parameter ZI, actuating element state parameter Z2 and/or biasing element state parameter Z3 within the warning range indicates an imminent loss of reliability.
  • the determined energy storage unit state parameter ZI, the determined actuating element state parameter Z2 and the determined biasing element state parameter Z3 are provided to the user of the tool 10 by means of the user interface 64.
  • the energy storage unit threshold value Sl, the actuating element threshold value S2 and the biasing element threshold value S3 are also provided to the user of the tool 10 by means of the user interface 64.
  • the energy storage unit state parameter ZI which characterizes a state of the energy storage unit 52, can be a number of actuation processes of the energy storage unit 52 that have already taken place and/or a storage capacity of the energy storage unit 52 act.
  • the energy storage unit threshold value S1 accordingly describes a maximum number of permissible actuation processes and/or a permissible minimum storage capacity.
  • the actuating element state parameter Z2 which characterizes a state of the actuating element 36, can be a number of actuation processes of the actuating element 36 that have already taken place, a position of the actuating element 36, an electrical resistance of the actuating element 36 , an actuation latency of the actuation element 36, a voltage drop across the actuation element 36 and / or an actuation force of the actuation element 36.
  • the actuation element threshold value S2 accordingly describes a number of maximum permissible actuation processes, a target position, a maximum permissible electrical resistance, a maximum permissible actuation latency, a maximum permissible voltage drop and/or a minimum necessary actuation force of the actuation element 36.
  • the biasing element state parameter Z3 which characterizes a state of the biasing element 42, can be a conductivity of the biasing element 42 and/or a biasing force of the biasing element 42.
  • the preload element threshold S3 accordingly describes a minimum permissible conductivity and/or a minimum permissible preload force.
  • the method is carried out as part of a test routine that always runs when the tool 10 is switched on. So during the test routine, the energy storage unit state parameter ZI characterizing the state of the energy storage unit 52, the actuating element state parameter characterizing the actuating element 36 and the preloading element state parameter Z3 characterizing the biasing element 42 are recorded.
  • the emergency brake unit 26 can only be operated if all of the energy storage unit state parameters ZI, actuating element state parameters Z2 and Prestressing element condition parameter Z3 lies within the respective assigned normal range.
  • the monitoring unit 50 includes a large number of status sensors. Accordingly, a variety of condition parameters can be recorded. It goes without saying that the monitoring unit 50 can also only contain a selection that includes one or more of the sensors explained above. Accordingly, only one or more of the condition parameters explained above can be monitored. The method for operating the actuator can therefore only be carried out with a selection of state parameters, which includes one or more state parameters.
  • Tool 12 Sawing device 14
  • Base part Support surface 18
  • Workpiece Swivel device
  • actuator 36 actuating element 36a first end 36b second end 38 shape memory alloy 40 carriage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit (26) für ein motorisch angetriebenes Werkzeug beschrieben. Die Notbremseinheit (26) umfasst einen Aktuator (34) mit einem Betätigungselement (36) und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit (52). Dabei ist das Betätigungselement (36) selektiv mit in der Energiespeichereinheit (52) gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar. Das Verfahren umfasst das Erfassen eines Energiespeichereinheit-Zustandsparameters (Z1), der einen Zustand der Energiespeichereinheit (52). Alternativ oder zusätzlich wird ein Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) erfasst, der einen Zustand des Betätigungselements (36) charakterisiert. Wenn wenigstens einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (Z1) und Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) außerhalb eines jeweils zugeordneten Normbereichs liegt, wird ein Sperrsignal getriggert. Darüber hinaus werden eine Überwachungseinheit (50) zur Überwachung eines Zustands einer Notbremseinheit (26) sowie eine Notbremseinheit (26) präsentiert.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug, Überwachungseinheit und Notbremseinheit
Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug gerichtet. Dabei weist die Notbremseinheit einen Aktuator mit einem Betätigungselement und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit auf, welche über ein elektrisches Schaltelement elektrisch mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement durch Betätigen des Schaltelements selektiv mit in der Energiespeichereinheit gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist.
Zudem betrifft die Erfindung eine Überwachungseinheit zur Überwachung eines Zustands einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug. Die Notbremseinheit weist einen Aktuator mit einem Betätigungselement und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit auf, welche über ein elektrisches Schaltelement elektrisch mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement durch Betätigen des Schaltelements selektiv mit in der Energiespeichereinheit gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist.
Ferner ist die Erfindung auf eine Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug mit einer derartigen Überwachungseinheit gerichtet.
Motorisch angetriebene Werkzeuge mit Notbremseinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dasselbe gilt für Notbremseinheiten. Diese dienen dazu, ein Schneidelement, z. B. ein Sägeblatt, des Werkzeugs zum Stillstand zu bringen, wenn während des Betriebs ein Kontakt
AS: TOP eines Nutzers mit dem Schneidelement droht oder detektiert wird. Auf diese Weise werden Verletzungen vermieden oder in ihrer Schwere reduziert.
Unter einem Betätigungselement wird in diesem Zusammenhang dasjenige Element des Aktuators verstanden, mittels dem die Bewegung generiert wird, die der Aktuator zur Beaufschlagung eines mittels des Aktuators betätigten Systems, hier des Bremssystems, benötigt. Eine bekannte Art von Betätigungselement umfasst eine Formgedächtnislegierung. Deren Funktion beruht auf einer thermisch aktivierten Gitterumwandlung der Formgedächtnislegierung, die zu einer Längenänderung des Betätigungselements fuhrt. Betätigungselemente, die eine Formgedächtnislegierung umfassen sind häufig als Drähte geformt, die sich durch die thermisch aktivierte Gitterumwandlung verkürzen. Eine weitere bekannte Art von Betätigungselement ist ein Hubmagnet, bei dem ein Stößel durch eine elektrische Ansteuerung einer Magnetspule verlagert werden kann.
Derartige Aktuatoren werden bevorzugt in reversiblen Notbremseinheiten verwendet, d.h. in Notbremseinheiten, die mehrfach dazu verwendet werden können, das Schneidelement zum Stillstand zu bringen. Es versteht sich, dass bei reversiblen Notbremseinheiten der Aktuator mehrfach mit gleichbleibend hoher Zuverlässigkeit betätigbar sein muss.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, bekannte Notbremseinheiten weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug gelöst. Die Notbremseinheit weist einen Aktuator mit einem Betätigungselement und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit auf, welche über ein elektrisches Schaltelement elektrisch mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement durch Betätigen des Schaltelements selektiv mit in der Energiespeichereinheit gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist. Das Verfahren umfasst: - Erfassen eines Energiespeichereinheit-Zustandsparameters, der einen Zustand der Energiespeichereinheit charakterisiert, und/oder eines Betätigungselement- Zustandsparameters, der einen Zustand des Betätigungselements charakterisiert,
- Vergleichen des erfassten Energiespeichereinheit-Zustandsparameters mit einem Energiespeichereinheit-Schwellwert, der einen dem Energiespeichereinheit- Zustandsparameter zugeordneten Normbereich begrenzt, und/oder vergleichen des erfassten Betätigungselement-Zustandsparameters mit einem Betätigungselement- Schwellwert, der einen dem Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) zugeordneten Normbereich begrenzt,
- Triggern eines Sperrsignals, wenn wenigstens einer aus erfassten Energiespeichereinheit-Zustandsparameter und erfassten Betätigungselement- Zustandsparameter außerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs liegt.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also ein Zustand von wenigstens einem aus Energiespeichereinheit und Betätigungselement überwacht. Nur wenn der den Zustand beschreibende Energiespeichereinheit-Zustandsparameter bzw. Betätigungselement- Zustandsparameter innerhalb eines jeweils zugehörigen Normbereichs liegt, der auch als Normalbereich bezeichnet werden kann, lässt sich der Aktuator der Notbremseinheit und damit insgesamt die Notbremseinheit betreiben. Andernfalls wird der Betrieb des Aktuators und damit die Notbremseinheit gesperrt. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Notbremseinheit erhöht, da sie nur dann betrieben werden kann, wenn für wenigstens eines aus Energiespeichereinheit und Betätigungselement ein entsprechender Zustand erfasst wurde. Das gilt in besonderem Maße, wenn die Notbremseinheit eine mehrfach auslösbare Notbremseinheit ist. In dieser Variante wird sichergestellt, dass bei jeder Auslösung wenigstens eines aus Energiespeichereinheit und Betätigungselement in einem geeigneten Zustand ist. Bei mehrfach auslösbaren Notbremseinheiten kann in diesem Zusammenhang auch davon gesprochen werden, dass ein aus bereits erfolgten Auslösungen resultierender Alterungszustand oder Verschleißzustand überwacht wird. Es versteht sich dabei, dass ein Betreiben der Notbremseinheit nur in Abhängigkeit eines Zustandsparameters möglich ist, der zuvor auch erfasst oder erhalten wurde. Was das Triggern eines Sperrsignals anbelangt, gibt es mehrere Alternativen. In einer ersten Alternative wird ein derartiges Sperrsignal aktiv getriggert, wenn der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter und/oder der Betätigungselement- Zustandsparameter außerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs liegt. In einem Fall, in dem alle erfassten Zustandsparameter, d.h. der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter und/oder der Betätigungselement-Zustandsparameter, innerhalb des Normbereichs liegen, wird kein derartiges Sperrsignal getriggert. Optional kann in diesem Fall ein aktives oder explizites Freigabesignal getriggert werden. In einer zweiten Alternative wird stets ein aktives Freigabesignal getriggert, wenn alle erfassten Zustandsparameter, d.h. der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter und/oder der Betätigungselement- Zustandsparameter, innerhalb des Normbereichs liegen. Dabei kann das Triggern eines Sperrsignals dadurch erfolgen, dass lediglich kein Freigabesignal mehr getriggert wird. Es versteht sich zudem, dass je nach Art des Zustandsparameters der zugeordnete Schwellwert den Normbereich nach oben und/oder nach unten begrenzen kann.
Beim Werkzeug kann es sich um ein handgeführtes Werkzeug, das auch als Handwerkzeug bezeichnet werden kann, um ein halb stationäres Werkzeug oder um ein stationäres Werkzeug handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Werkzeug eine Säge. Dabei kann es sich um eine Handsäge, eine halb stationäre Säge oder eine stationäre Säge handeln. Ein Beispiel für eine Handsäge ist eine Handkreissäge. Ein Beispiel für eine halb stationäre Säge ist eine mobile Tischkreissäge. Ein Beispiel für eine stationäre Säge ist eine Formatkreissäge.
Das Betätigungselement kann einen Hubmagneten oder eine Formgedächtnislegierung, z. B. in Drahtform, umfassen.
Bei der elektrischen Energiespeichereinheit kann es sich um einen elektrischen Kondensator oder um eine Batterie handeln. Dabei ist es unerheblich, ob die elektrische Energiespeichereinheit, d.h. der Kondensator oder die Batterie, baulich als Komponente des Aktuators oder als Komponente des Werkzeugs ausgeführt sind. Es kommt lediglich darauf an, dass die elektrische Energiespeichereinheit elektrisch mit dem Betätigungselement gekoppelt ist.
In einer Variante umfasst der Aktuator ein Vorspannelement. Das Verfahren kann dann zusätzlich umfassen:
- Erfassen eines Vorspannelement-Zustandsparameters, der einen Zustand des Vorspannelements charakterisiert,
- Vergleichen des Vorspannelement-Zustandsparameters mit einem Vorspannelement-Schwellwert, der einen dem Vorspannelement- Zustandsparameter zugeordneten Normbereich begrenzt,
- Triggern eines Sperrsignals, wenn der Vorspannelement-Zustandsparameter außerhalb des Normbereichs liegt.
Das Vorspannelement ist insbesondere dazu ausgebildet, das Betätigungselement in eine vorgegebene Lage oder Stellung zu überführen oder dort zu halten, wenn das Betätigungselement unbetätigt ist. Das Vorspannelement ist beispielsweise als eine Feder ausgeführt. In dieser Variante wird somit ein Zustand des Vorspannelements überwacht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Aktuator und die damit ausgestattete Notbremseinheit nur betrieben wird, wenn das Vorspannelement in einem dafür geeigneten Zustand ist. Folglich wird die Zuverlässigkeit der Notbremseinheit erhöht.
Dabei kann der Vorspannelement-Zustandsparameter eine Leitfähigkeit des Vorspannelements und der Vorspannelement-Schwellwert eine minimal zulässige Leitfähigkeit beschreiben. Die Leitfähigkeit des Vorspannelements wird zweckmäßigerweise zwischen zwei Enden des Vorspannelements gemessen. Auch in diesem Beispiel kann das Vorspannelement als Feder ausgeführt sein, insbesondere als Spiral- oder Schenkelfeder aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff wie Metall. In diesem Zusammenhang kann eine verminderte oder fehlende Leitfähigkeit als Hinweis auf eine strukturelle Schädigung des Vorspannelements verstanden werden. In einem solchen Fall wird der Betrieb des Aktuators und damit der Notbremseinheit unterbunden. Ein illustratives Beispiel hierfür ist eine gebrochene Spiralfeder aus Metall, deren Leitfähigkeit aufgrund des Bruchs stark reduziert oder nicht mehr vorhanden ist.
Auch kann der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge der Energiespeichereinheit beschreiben und der Energiespeichereinheit- Schwellwert eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge. Alternativ oder zusätzlich kann der Betätigungselement-Zustandsparameter eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge des Betätigungselements beschreiben und der Betätigungselement- Schwellwert eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge. Es werden also Betätigungsvorgänge der Energiespeichereinheit und/oder des Betätigungselements gezählt und mit einer maximalen Anzahl verglichen.
Dabei kann die maximale Anzahl seitens eines Herstellers des Aktuators oder der Notbremseinheit als eine feste Maximalanzahl vorgegeben sein. Dieser Wert ist also fest und seitens eines Nutzers weder mittelbar noch unmittelbar änderbar.
Alternativ oder zusätzlich lässt sich die Maximalanzahl in Abhängigkeit eines oder mehrerer Zustandsparameter des Betätigungselements und/oder der Energiespeichereinheit berechnen. Es ergibt sich eine situative Maximalanzahl, die von der konkreten Alterung und/oder vom konkreten Verschleiß des Aktuators und/oder der Notbremseinheit abhängt. Diese lässt sich zumindest mittelbar durch ein Nutzungsverhalten beeinflussen. Zustandsparameter, die zu diesem Zweck verwendet werden können, sind eine Energiespeicherkapazität der Energiespeichereinheit oder ein elektrischer Widerstand eines Betätigungselements, das eine Formgedächtnislegierung umfasst, also z. B. eines Drahtes aus einer Formgedächtnislegierung. In einer weiteren Alternative wird die Maximalanzahl nicht in direkter Abhängigkeit eines oder mehrerer Zustandsparameter des Betätigungselements und/oder der Energiespeichereinheit berechnet, sondern mittels eines Modells, das anhand eines oder mehrerer Zustandsparameter des Betätigungselements und/oder der Energiespeichereinheit eine Maximalanzahl berechnet. Ein derartiges Modell kann basierend auf empirischen Daten aus dem Betrieb des Aktuators und/oder der Notbremseinheit als Ganzes aufgebaut werden. Die empirischen Daten umfassen beispielsweise eine Anzahl bisheriger Auslösungen, historische Stromstärken und Bestromungszeitspannen bei historischen Auslösungen, eine Standzeit, während der die Notbremseinheit außer Betrieb war und/oder eine Standzweit zwischen zwei Sicherheitsprüfüngen der Notbremseinheit. In allen Varianten wird sichergestellt, dass die Notbremseinheit entweder mit hoher Zuverlässigkeit funktioniert oder ein Sperrsignal getriggert wird.
Es versteht sich, dass der Schwellwert, der die Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge definiert auch als die geringste Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge aus der festen Maximalanzahl und der situativen Maximalanzahl bestimmt werden kann.
Gemäß einer Variante beschreibt der Betätigungselement-Zustandsparameter eine Position oder eine Positionsdifferenz des Betätigungselements und der Betätigungselement-Schwellwert eine Soll-Position oder eine Soll-Positionsdifferenz. Eine Positionsdifferenz ist beispielsweise ein Hub des Betätigungselements. Bei der Position kann es sich um eine Ausgangslage oder Nulllage des Betätigungselements handeln. Durch die Positionsüberwachung kann auf eine Alterung oder auf Verschleiß des Betätigungselements zurückgeschlossen werden, sodass entschieden werden kann, ob ein zuverlässiger Betrieb der Notbremseinheit weiterhin möglich ist. In einem Fall, in dem das Betätigungselement einen Hubmagneten umfasst, können Positionen des zugehörigen Stößels über die Induktivität der Magnetspule ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Betätigungselement-Zustandsparameter einen elektrischen Widerstand des Betätigungselements beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert einen maximal zulässigen elektrischen Widerstand. Dabei wird der elektrische Widerstand als Indikator für Verschleiß und/oder Alterung angesehen. Das gilt insbesondere in einem Fall, in dem das Betätigungselement eine Formgedächtnislegierung umfasst. Hier lässt sich strukturelle Ermüdung der Formgedächtnislegierung aus einer Erhöhung des elektrischen Widerstands ableiten. Ein Temperatureinfluss auf den elektrischen Widerstand kann dabei rechnerisch eliminiert werden. In einem Fall, in dem das Betätigungselement einen Hubmagneten umfasst, können über einen erhöhten elektrischen Widerstand Beschädigungen an elektrischen Leitungen detektiert werden, z. B. Kabelbruch.
Gemäß einer Ausführungsform beschreibt der Betätigungselement-Zustandsparameter eine Betätigungslatenz des Betätigungselements und der Betätigungselement-Schwellwert eine maximal zulässige Betätigungslatenz. Dabei wird unter einer Betätigungslatenz die Zeit zwischen dem Schließen des Schaltelements und dem Bewegungsstart oder dem Erreichen einer definierten Position durch das Betätigungselement verstanden. Die definierte Position ist z. B. eine Zielposition. Für den Fall, dass das Betätigungselement eine Formgedächtnislegierung umfasst, zeichnet sich funktionelle Ermüdung durch den Verlust des Form-Gedächtnisses aus und ist üblicherweise durch eine signifikante Erhöhung der Umwandlungstemperaturen gekennzeichnet, welche sich durch einen verlängerten zeitlichen Abstand zwischen dem Beginn des Stromflusses und dem Beginn der Phasenumwandlung, d.h. der Längenänderung, äußert. Der Zeitpunkt des Beginns der Längenänderung des Drahtes aus Formgedächtnislegierung lässt sich beispielsweise durch das Maximum des elektrischen Widerstandes des Drahtes aus Formgedächtnislegierung bestimmen. Somit lässt sich auf einfache Art und Weise eine Verschlechterung des Ansprechens des Aktuators bestimmen.
Ferner kann der Betätigungselement-Zustandsparameter einen Spannungsabfall über dem Betätigungselement beschreiben und der Betätigungselement-Schwellwert einen maximal zulässigen Spannungsabfall. Hier sind mehrere Varianten denkbar. Einerseits kann der Spannungsabfall selbst als ein Indikator für einen Alterungszustand oder Verschleißzustand verwendet werden. Das ist insbesondere der Fall, wenn ein zugehöriger Strom nur geringen Schwankungen unterworfen ist oder bekannt ist. Alternativ ist es denkbar, den Spannungsabfall für eine Berechnung des elektrischen Widerstands zu verwenden.
In einer Variante beschreibt der Betätigungselement-Zustandsparameter eine Betätigungskraft des Betätigungselements und der Betätigungselement-Schwellwert eine minimal zulässige Betätigungskraft. Alternativ oder zusätzlich beschreibt der Vorspannelement- Zustandsparameter eine Vorspannkraft des Vorspannelements und der Vorspannelement- Schwellwert eine minimal zulässige Vorspannkraft. Es wird somit sichergestellt, dass das Betätigungselement und/oder das Vorspannelement entweder über eine Betätigungskraft bzw. Vorspannkraft verfügen, die für einen zuverlässigen Betrieb der Notbremseinheit ausreicht, oder ein Sperrsignal getriggert wird. Insgesamt ergibt sich eine hohe Zuverlässigkeit der Notbremseinheit.
In einer anderen Variante beschreibt der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter eine Speicherkapazität der Energiespeichereinheit und der Energiespeichereinheit-Schwellwert eine zulässige minimale Speicherkapazität. Wie bereits erläutert, wird Energie, die in der Energiespeichereinheit gespeichert ist, dazu verwendet, das Betätigungselement zu beaufschlagen. Es wird somit sichergestellt, dass die Speicherkapazität, die möglicherweise Alterungserscheinungen oder Verschleiß unterworfen ist, für einen zuverlässigen Betrieb der Notbremseinheit ausreichend ist.
Wenigstens einer aus Energiespeichereinheit- Zustandsparameter, Betätigungselement- Zustandsparameter und Vorspannelement-Zustandsparameter kann während einer Testroutine erfasst werden. Alternative Begriffe für eine Testroutine sind Testbetrieb, Testablauf, Prüfroutine und Selbsttest. Dabei ist die Testroutine vom Betrieb der Notbremseinheit zu unterscheiden. Die Testroutine wird vor dem eigentlichen Betrieb oder vor einem vorgegebenen Betriebsabschnitt ausgeführt, um sicherzustellen, dass sich die jeweils erfassten Zustandsparameter im Normbereich befinden. Andernfalls ist kein Betrieb möglich. Die Testroutine wird beispielsweise nach jeder Auslösung der Notbremseinheit, nach jeder Nutzung des Werkzeugs, vor jeder Nutzung des Werkzeugs oder regelmäßig während Arbeitspausen oder vorübergehenden Unterbrechungen des Betriebs des Werkzeugs durchgeführt.
Im Rahmen einer Testroutine kann die Energiespeichereinheit vollständig oder teilweise geladen und wieder entladen werden. Auf diese Weise kann eine Speicherkapazität der Energiespeichereinheit ermittelt werden. In einem Fall, in dem das Betätigungselement eine Formgedächtnislegierung in Form eines Drahtes umfasst, ist es möglich im Rahmen einer Testroutine die Formgedächtnislegierung mit einem vergleichsweise kleinen Strom, d.h. mit relativ geringer Energie, zu beaufschlagen und nach einer bestimmten Zeit einen Hub oder einen Spannungsabfall zu messen. Diese Werte können mit jeweils zugeordneten Sollwerten verglichen werden.
Die Testroutine kann auch eine Prüfung umfassen, ob ein Schneidelement im Werkzeug montiert ist. Wie bereits erläutert, ist das Schneidelement zum Beispiel ein Sägeblatt.
Ferner kann die Testroutine eine Prüfung einer mechanischen Komponente der Notbremseinheit auf Verschleiß umfassen. In diesem Zusammenhang lässt sich beispielsweise ein Verschleißzustand von Bremsbelägen der Notbremseinheit ermitteln. Der Verschleißzustand des Bremsbelags bzw. der Bremsbeläge kann beispielsweise ermittelt werden, indem die Bremse an das kapazitiv gekoppelte Sägeblatt angelegt wird. Die Dicke des Bremsbelags hat einen Einfluss auf die kapazitive Kopplung zwischen Sägeblatt und Bremse, so dass ein Rückschluss auf den Verschleiß des Bremsbelags möglich ist.
In einer Variante umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen von wenigstens einem aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter, Betätigungselement-Zustandsparameter und Vorspannelement-Zustandsparameter für einen Nutzer. Es kann auch ein aus wenigstens zwei aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter, Betätigungselement-Zustandsparameter und Vorspannelement-Zustandsparameter aggregierter Gesamtzustand bereitgestellt werden. Dabei kann das Bereitstellen entweder über eine nicht direkt von einem Menschen lesbare Schnittstelle z. B. mittels Bluetooth oder WLAN erfolgen. Hierfür kann ein Smartphone oder ein anderes elektronisches Gerät mit einer Schnittstelle der Notbremseinheit gekoppelt werden. Alternativ kann an der Notbremseinheit oder am damit ausgestatteten Werkzeug eine menschenlesbare Kommunikationsschnittstelle vorgesehen sein, z. B. ein Display. In einem illustrativen Beispiel können einem Nutzer auf diese Weise bereits erfolgte Auslösungen der Notbremseinheit und/oder noch verfügbare Auslösungen kommuniziert werden. Basierend darauf kann der Nutzer seine Arbeit mit dem Werkzeug gut planen. Ferner wird das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Notbremseinheit und des damit ausgestatteten Werkzeugs gestärkt.
Das Verfahren kann auch das Triggern eines Warnsignals umfassen, wenn wenigstens einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter, Betätigungselement-Zustandsparameter und Vorspannelement-Zustandsparameter innerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs und innerhalb eines zugeordneten Warnbereichs liegt. Insbesondere liegt dabei der Wambereich an einem Ende des Normbereichs, das vergleichsweise hohem Verschleiß oder vergleichsweise hoher Alterung entspricht. Der Nutzer der Notbremseinheit und des damit ausgestatteten Werkzeugs erhält somit eine Warnung, dass möglicherweise bald ein Betrieb der Notbremseinheit nicht mehr möglich ist und kann sich somit darauf einstellen.
Zusätzlich wird die Aufgabe durch eine Überwachungseinheit zur Überwachung eines Zustands einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug gelöst. Die Notbremseinheit weist einen Aktuator mit einem Betätigungselement und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit auf, welche über ein elektrisches Schaltelement elektrisch mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement durch Betätigen des Schaltelements selektiv mit in der Energiespeichereinheit gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist. Dabei umfasst die Überwachungseinheit wenigstens einen Zustandssensor, der dazu ausgebildet ist, einen Energiespeichereinheit-Zustandsparameter zu erfassen, der einen Zustand der Energiespeichereinheit charakterisiert. Alternativ oder zusätzlich ist der Zustandssensor dazu ausgebildet, einen Betätigungselement-Zustandsparameter zu erfassen, der einen Zustand des Betätigungselements charakterisiert. Zusätzlich umfasst die Überwachungseinheit eine Speichereinheit, auf der wenigstens einer aus einem Energiespeichereinheit-Schwellwert und einem Betätigungselement-Schwellwert hinterlegt ist, der einen jeweils zugeordneten Normbereich begrenzt. Außerdem umfasst die Überwachungseinheit eine Recheneinheit, die dazu ausgebildet ist, den mittels des Zustandssensors erfassten Energiespeichereinheit-Zustandsparameter mit dem Energiespeichereinheit-Schwellwert zu vergleichen. Alternativ oder zusätzlich ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, den erfassten Betätigungselement-Zustandsparameter mit dem Betätigungselement-Schwellwert zu vergleichen. Ferner umfasst die Überwachungseinheit eine Kommunikationsschnittstelle zum Triggern eines Sperrsignals. Mittels der Überwachungseinheit kann also ein Zustand von wenigstens einem aus Energiespeichereinheit und Betätigungselement überwacht werden. Nur wenn der den Zustand beschreibende Zustandsparameter innerhalb eines zugehörigen Normbereichs liegt, der auch als Normalbereich bezeichnet werden kann, lässt sich der Aktuator der Notbremseinheit und damit insgesamt die Notbremseinheit betreiben. Andernfalls wird der Betrieb des Aktuators und damit der Notbremseinheit gesperrt. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Notbremseinheit erhöht, da sie nur dann betrieben werden kann, wenn für alle zu erfassenden Zustandsparameter ein entsprechender Zustand innerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs erfasst wurde. Das gilt in besonderem Maße, wenn die Notbremseinheit eine mehrfach auslösbare Notbremseinheit ist. In dieser Variante wird sichergestellt, dass die Notbremseinheit bei jeder Auslösung in einem geeigneten Zustand ist. Bei mehrfach auslösbaren Notbremseinheiten kann in diesem Zusammenhang auch davon gesprochen werden, dass ein aus bereits erfolgen Auslösungen resultierender Alterungszustand oder Verschleißzustand überwacht wird. Was das Triggern eines Sperrsignals anbelangt, bestehen wieder die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Alternativen. Insgesamt wird mittels der Überwachungseinheit die Zuverlässigkeit einer zugehörigen Notbremseinheit gesteigert.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand die Betätigungsvorgänge der Energiespeichereinheit betrifft, kann der Zustandssensor ein elektrischer Stromsensor oder ein elektrischer Spannungssensor sein, der einen über eine Systemgrenze der Energiespeichereinheit fließenden Strom bzw. eine über der Energiespeichereinheit abfallende Spannung über der Zeit detektiert. Derartige Strom- und Spannungsverläufe können zur Ermittlung einer Anzahl an Betätigungsvorgängen ausgewertet werden. Im Falle des erfassten elektrischen Stroms kann zudem eine Stromflussrichtung berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang werden beispielsweise Übertritte über bestimmte Schwellwerte gezählt und als Indikatoren für Betätigungsvorgänge verwendet. Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand die Speicherkapazität der Energiespeichereinheit betrifft, kann der Zustandssensor ein elektrischer Stromsensor sein, der einen über eine Systemgrenze der Energiespeichereinheit fließenden Strom über der Zeit detektiert. Dabei kann zum Ermitteln der Speicherkapazität die Energiespeichereinheit, z. B. im Rahmen einer Testroutine, einmal vollständig geladen und einmal vollständig entladen werden. Aus dem dabei auftretenden Stromverlauf lässt sich die Speicherkapazität ermitteln.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand den Spannungsabfall über dem Betätigungselement betrifft, kann der Zustandssensor ein elektrischer Spannungssensor sein, der eine über dem Betätigungselement abfallende Spannung über der Zeit detektiert.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand den elektrischen Widerstand des Betätigungselements betrifft, kann der Zustandssensor eine Kombination aus einem elektrischen Stromsensor und einem elektrischen Spannungssensor sein. Somit sind ein über eine Systemgrenze des Betätigungselements fließender Strom und eine über dem Betätigungselement abfallende Spannung über derZeit detektierbar. Anhand dieser Werte kann der elektrische Widerstand berechnet werden.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand die Betätigungsvorgänge des Betätigungselements betrifft, kann der Zustandssensor ebenfalls ein elektrischer Stromsensor oder ein elektrischer Spannungssensor sein, der einen über eine Systemgrenze des Betätigungselements fließenden Strom bzw. eine über dem Betätigungselement abfallende Spannung über der Zeit detektiert. Derartige Strom- und Spannungsverläufe können zur Ermittlung einer Anzahl an Betätigungsvorgängen ausgewertet werden. In diesem Zusammenhang werden beispielsweise Übertritte über bestimmte Schwellwerte gezählt und als Indikatoren für Betätigungsvorgänge verwendet. Alternativ oder zusätzlich können die Strom- und Spannungsverläufe zur Ermittlung eines Alterungszustands des Betätigungselements verwendet werden, beispielsweise indem Übertritte über bestimmte Strom- oder Spannungs- Schwellwerte gezählt und als Indikatoren für die Alterung des Betätigungselements verwendet werden. Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand eine Position oder Positionsdifferenz des Betätigungselements betrifft, kann der Zustandssensor ein Positionssensor sein. Dabei kommen sowohl Positionssensoren in Frage, die eine Absolutposition detektieren können als auch Positionssensoren, die lediglich eine relative Position detektieren können.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand eine Betätigungskraft des Betätigungselements betrifft, kann der Zustandssensor ein Kraftsensor sein.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand die Betätigungslatenz des Betätigungselements betrifft, kann der Zustandssensor ebenfalls ein elektrischer Stromsensor oder ein elektrischer Spannungssensor sein, der einen über eine Systemgrenze des Betätigungselements fließenden Strom bzw. eine über dem Betätigungselement abfallende Spannung über der Zeit detektiert. Derartige Strom- und Spannungsverläufe können zur Ermittlung der Betätigungslatenz verwendet werden. Optional kann zusätzlich der bereits erwähnte Positionssensor und/oder der bereits erwähnte Kraftsensor verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Zustandssensor eine Auslösesteuereinheit zur Detektion, dass ein Nutzer mit dem Sägeblatt in Kontakt kommt oder ein solcher Kontakt droht, die beispielsweise einen kapazitiven Sensor umfasst, sein. Auf diese Weise kann, beispielsweise während der Testroutine, die Zeitspanne von der Auslösung der Notbremseinheit bis zum Kontakt der Bremse, insbesondere des Bremsnockens, mit dem Sägeblatt, also die Betätigungslatenz der gesamten Notbremseinheit, bestimmt werden.
Die Überwachungseinheit kann auch einen Zustandssensor umfassen, der dazu ausgebildet ist, einen Zustand eines Vorspannelements des Aktuators der Notbremseinheit zu ermitteln.
Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand die Leitfähigkeit des Vorspannelements betrifft, kann der Zustandssensor ein elektrischer Stromsensor sein, der einen über eine Systemgrenze des Vorspannelements fließenden Strom detektiert. Anhand der Größe des gemessenen Stroms kann auf die Leitfähigkeit geschlossen werden. Falls der mittels der Überwachungseinheit zu erfassende Zustand eine Vorspannkraft des Vorspannelements betrifft, kann der Zustandssensor ein Kraftsensor sein.
Es versteht sich, dass der Zustandssensor auch eine beliebige Kombination der erwähnten Sensoren umfassen kann.
Die Aufgabe wird ferner durch eine Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug gelöst. Die Notbremseinheit umfasst eine erfindungsgemäße Überwachungseinheit. Es kann somit ein Zustand von wenigstens einem aus Energiespeichereinheit und Betätigungselement, d.h. der funktionalen Kemelemente der Notbremseinheit, überwacht werden. Nur wenn der den Zustand beschreibende Zustandsparameter innerhalb eines zugehörigen Normbereichs liegt, der auch als Normalbereich bezeichnet werden kann, lässt sich der Aktuator der Notbremseinheit und damit insgesamt die Notbremseinheit betreiben. Andernfalls wird der Betrieb des Aktuators und damit der Notbremseinheit gesperrt. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Notbremseinheit erhöht.
Es versteht sich, dass die hinsichtlich eines aus erfindungsgemäßem Verfahren, erfindungsgemäßer Überwachungseinheit und erfindungsgemäßer Notbremseinheit genannten Effekte und Vorteile auch für jedes andere aus erfindungsgemäßem Verfahren, erfindungsgemäßer Überwachungseinheit und erfindungsgemäßer Notbremseinheit gelten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:
Figur 1 eine Sägevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Notbremseinheit, die mit einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit und einem Aktuator ausgestattet ist, wobei die Notbremseinheit mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betreibbar ist,
Figur 2 die Sägevorrichtung aus Figur 1, wobei ein Gehäuseteil und eine Schutzabdeckung fortgelassen sind, Figur 3 einen Schnitt durch die Sägevorrichtung aus Figur 2 entlang der Ebene III,
Figur 4 in einer Ansicht entlang der Richtung IV in Figur 2 die Notbremseinheit in einer isolierten Darstellung,
Figur 5 in einer der Figur 3 entsprechenden Ansicht eine alternative Ausführungsform der Notbremseinheit,
Figur 6 in einer der Figur 3 entsprechenden Ansicht eine weitere alternative
Ausführungsform der Notbremseinheit, und
Figur 7 die erfindungsgemäße Notbremseinheit sowie deren Aktuator und die erfindungsgemäße Überwachungseinheit in einer schematischen Ansicht.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein motorisch angetriebenes Werkzeug 10, das im dargestellten Beispiel eine Sägevorrichtung 12, genauer gesagt eine Kappsäge, ist.
Die Sägevorrichtung 10 umfasst ein Basisteil 14, das eine Auflagefläche 16 für ein Werkstück 18 aufweist. Das Werkstück 18 ist als exemplarisch zu verstehen.
Ferner weist die Sägevorrichtung 12 eine Schwenkvorrichtung 20 auf, die an einem ersten Abschnitt 20a gelenkig am Basisteil 14 gelagert ist. An einem zweiten Abschnitt 20b, der vom ersten Abschnitt 20a beabstandet ist, ist ein scheibenförmiges Sägeblatt 22 gelagert. Ferner ist am zweiten Abschnitt 20b ein Griff 24 vorgesehen.
Ein Nutzer der Sägevorrichtung 12 kann somit mittels des Griffs 24 das Sägeblatt 22 in einem rotierenden Zustand in Wechselwirkung mit dem auf der Auflagefläche 16 gelagerten Werkstück 18 bringen, sodass dieses eingesägt oder abgesägt wird.
Die Sägevorrichtung 12, d.h. das motorisch angetriebene Werkzeug 10, ist ferner mit einer Notbremseinheit 26 ausgestattet. Dabei ist die Notbremseinheit 26 dazu ausgebildet, das Sägeblatt 22 bis zum Stillstand abzubremsen, wenn in einem Zustand, in dem das Sägeblatt 22 rotiert, detektiert wird, dass ein Nutzer mit dem Sägeblatt 22 in Kontakt kommt oder ein solcher Kontakt droht.
In diesem Zusammenhang wird das Sägeblatt 22 als kapazitives Sensorelement verwendet, d.h. es wird laufend eine elektrische Kapazität des Sägeblatts 22 erfasst. Für den Fall, dass sich die elektrische Kapazität außerhalb eines vorgegebenen Normalbereichs befindet, wird ein Kontakt detektiert. Dieses Beispiel ist als exemplarisch zu verstehen. Andere, beispielsweise optische, Verfahren zur Erkennung, dass ein Nutzer mit dem Sägeblatt 22 in Kontakt kommt oder ein solcher Kontakt droht, sind ebenso denkbar.
Die Notbremseinheit 26 ist in mehreren Varianten in den Figuren 3 bis 6 im Detail zu sehen.
In allen Varianten weist die Notbremseinheit 26 einen Bremssattel 28 auf, der einen Rand des Sägeblatts 22 übergreift, sodass ein am Bremssattel 28 vorgesehenes Andrückelement 30 auf einer ersten axialen Seite des Sägeblatts 22 und ein am Bremssattel 28 drehbar gelagerter Bremsnocken 32 auf einer zweiten axialen Seite des Sägeblatts 22 angeordnet ist.
Der Bremsnocken 32 ist mit einem Aktuator 34 gekoppelt, mittels dem der Bremsnocken 32 wahlweise derart gedreht werden kann, dass er das Sägeblatt 22 gegen das Andrückelement 30 drückt und folglich bis zum Stillstand abbremst.
In der Variante aus den Figuren 3 und 4 umfasst der Aktuator 34 ein Betätigungselement 36, das eine Formgedächtnislegierung 38 umfasst. Im Speziellen ist das Betätigungselement 36 als ein Draht ausgebildet, der aus der Formgedächtnislegierung 38 hergestellt ist.
Das Betätigungselement 36 ist an einem ersten Ende 36a an einer Befestigungsaufnahme befestigt. Die Befestigungsaufnahme kann Teil des Bremssattels 28 oder Teil einer am Bremssattel 28 festgelegten Haltestruktur sein. Das andere Ende 36b des Betätigungselements 36 ist an einem Schlitten 40 befestigt, der translatorisch verschiebbar relativ zum Bremssattel 28 gelagert ist. Dabei ist der Schlitten 40 mittels eines Vorspannelements 42 in einer Richtung kraftbeaufschlagt, die einer Zugbelastung des Betätigungselements 36 entspricht. Vorliegend ist das Vorspannelement 42 als Spiralfeder ausgebildet.
Ferner ist der Schlitten 40 über einen Betätigungsstift 44 mit dem Bremsnocken 32 gekoppelt.
Wird das Betätigungselement 34 mit einem elektrischen Strom von ausreichender Größe beaufschlagt, findet eine thermisch induzierte Gitterumwandlung der Formgedächtnislegierung 38 statt, die zur Folge hat, dass sich das Betätigungselement 36 verkürzt. Daraus resultiert eine Verschiebung des Schlittens 40 und des Betätigungsstifts 44 zur rechten Seite in Figur 3, d.h. entgegen der Vorspannung des Vorspannelements 42. Daraus resultierend wird der Bremsnocken 32 in Eingriff mit dem Sägeblatt 22 gebracht und bremst dieses bis zum Stillstand ab.
Die Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des Aktuators 34. Bei dieser ist das erste Ende 36a des als Draht aus Formgedächtnislegierung 38 ausgeführten Betätigungselements 36 wie gehabt relativ zum Bremssattel 28 festgelegt.
Im Unterschied zur Variante aus den Figuren 3 und 4 ist das zweite Ende 36b jedoch direkt am Bremsnocken 32 befestigt. Dabei ist der Bremsnocken 32 mittels eines Vorspannelements 42 kraftbeaufschlagt. Die Belastungsrichtung entspricht wieder einer Zugbelastungsrichtung für das Betätigungselement 36.
Das Vorspannelement 42 ist wieder eine Spiralfeder.
Wird in der Variante aus Figur 5 das Betätigungselement 36 mit einem elektrischen Strom von ausreichender Größe beaufschlagt, findet eine thermisch induzierte Gitterumwandlung der Formgedächtnislegierung 38 statt, die zur Folge hat, dass sich das Betätigungselement 36 verkürzt. Daraus resultiert eine Drehung des Bremsnockens 32, sodass dieser in Eingriff mit dem Sägeblatt 22 gebracht wird und dieses bis zum Stillstand abbremst. In der Figur 5 dreht sich der Bremsnocken 30 bei Auslösung der Notbremse im Uhrzeigersinn. Die Figur 6 zeigt eine weitere Variante, bei der der Bremsnocken 32 dem Bremsnocken 32 aus Figur 3 entspricht.
Der Wesentliche Unterschied zu den Varianten aus den Figuren 2 bis 5 besteht darin, dass das Betätigungselement 36 nun als Hubmagnet 46 ausgeführt ist, der mit seinem Stößel 48 direkt auf den Bremsnocken 32 wirkt.
Wird in dieser Variante das Betätigungselement 36, d.h. der Hubmagnet 46, mit einem elektrischen Strom von ausreichender Größe beaufschlagt, fährt der Stößel 48 in der Figur 6 nach rechts. Daraus resultiert eine Drehung des Bremsnockens 32, in der Darstellung gemäß Figur 6, im Uhrzeigersinn, sodass dieser in Eingriff mit dem Sägeblatt 22 gebracht wird und dieses bis zum Stillstand abbremst.
In allen Varianten umfasst die Notbremseinheit 26 eine Überwachungseinheit 50, die in den Figuren 3 bis 6 lediglich schematisch dargestellt ist. Diese ist zusammen mit den übrigen Komponenten des Aktuators 34 in Figur 7 im Detail zu sehen.
Die Notbremseinheit 26, deren Betätigungselement 36 in den Figuren 3 bis 6 zu sehen war, umfasst ferner eine elektrische Energiespeichereinheit 52, die als Batterie oder Kondensator ausgebildet sein kann.
Die elektrische Energiespeichereinheit 52 ist über ein elektrisches Schaltelement 54 mit dem Betätigungselement 36 gekoppelt, sodass das Betätigungselement 36 durch Betätigen des Schaltelements 54 selektiv mit in der Energiespeichereinheit 52 gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist. Mit anderen Worten wird durch Betätigen des Schaltelements 54, je nach Ausführungsform, der Draht aus Formgedächtnislegierung 38 oder der Hubmagnet 46 bestromt. Hierfür wird eine Ladungsmenge verwendet, die in der Energiespeichereinheit 52 bereitgestellt wird.
Die Überwachungseinheit 50 ist dazu ausgebildet, einen Zustand der Notbremseinheit 26 zu überwachen. Hierzu umfasst die Überwachungseinheit 50 einen ersten Zustandssensor 56a der dazu ausgebildet ist, einen Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI zu erfassen, der einen Zustand der Energiespeichereinheit 52 charakterisiert.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Überwachungseinheit 50 ferner einen zweiten Zustandssensor 56b der dazu ausgebildet ist, einen Betätigungselement- Zustandsparameter Z2 zu erfassen, der einen Zustand des Betätigungselements 36 charakterisiert.
Darüber hinaus umfasst die Überwachungseinheit 50 im vorliegenden Beispiel einen dritten Zustandssensor 56c, der dazu ausgebildet ist, einen Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 zu erfassen, der einen Zustand des Vorspannelements 42 charakterisiert.
Alle Zustandssensoren 56a, 56b, 56c sind signal technisch mit einer Recheneinheit 58 der Überwachungseinheit 50 gekoppelt.
Die Recheneinheit 58 ist zudem signaltechnisch mit einer Speichereinheit 60 gekoppelt.
In diesem Zusammenhang ist die Recheneinheit 58 dazu ausgebildet, die mittels dem jeweils zugeordneten Zustandssensor 56a, 56b, 56c erfassten Energiespeichereinheit-
Zustandsparameter ZI, Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement- Zustandsparameter Z3 zu empfangen.
Ferner ist die Recheneinheit 58 dazu ausgebildet, von der Speichereinheit 60 einen Energiespeichereinheit-Schwellwert S1 zu empfangen, der dem Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI zugeordnet ist, einen Betätigungselement-Schwellwert S2 zu empfangen, der dem Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 zugeordnet ist, und einen Vorspannelement-Schwellwert S3 zu empfangen, der dem Vorspannelement- Zustandsparameter Z3 zugeordnet ist. Der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl, der Betätigungselement-Schwellwert S2 und der Vorspannelement-Schwellwert S3 sind auf der Speichereinheit 60 hinterlegt.
Dabei begrenzt der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl einen Normbereich des Energiespeichereinheit-Zustandsparameters ZI. Der Betätigungselement-Schwellwert S2 begrenzt einen Normbereich des Betätigungselement-Zustandsparameters Z2. Der Vorspannelement-Schwellwert S3 begrenzt einen Normbereich des Vorspannelement- Zustandsparameters Z3.
Ferner ist die Recheneinheit 58 dazu ausgebildet, den Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI, den Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und den Vorspannelement-Zustandsparameter Z3, die mittels des j eweils zugeordneten Zustandssensors 56a, 56b, 56c erfasst werden, mit den jeweils zugehörigen aus dem Energiespeichereinheit- Schwellwert Sl, dem Betätigungselement-Schwellwert S2 und dem Vorspannelement- Schwellwert S3 zu vergleichen.
Außerdem umfasst die Überwachungseinheit 50 eine Kommunikationsschnittstelle 62, die signaltechnisch mit der Recheneinheit 58 gekoppelt ist.
Wie später noch im Detail erläutert werden wird, kann über die Kommunikationsschnittstelle 62 ein Sperrsignal getriggert werden, das bewirkt, dass der Aktuator 34 und damit die Notbremseinheit 26 nicht betreibbar ist.
Im dargestellten Beispiel umfasst der erste Zustandssensor 56a einen elektrischen Stromsensor und einen elektrischen Spannungssensor. Somit kann ein über eine Systemgrenze der Energiespeichereinheit 52 fließender Strom und eine über der Energiespeichereinheit 52 abfallende Spannung über der Zeit detektiert werden.
Basierend auf diesen Strom- und Spannungsverläufen kann mittels der Recheneinheit 58 eine Anzahl an Betätigungsvorgängen ermittelt werden. Vorliegend werden hierfür Übertritte des gemessenen Stroms über einen bestimmten, von der Speichereinheit 60 bereitgestellten, Schwellwert gezählt und als Indikatoren für Betätigungsvorgänge verwendet.
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 58 dazu ausgebildet, anhand des detektieren Stromverlaufs eine Speicherkapazität der Energiespeichereinheit 52 zu ermitteln.
Auch der zweite Zustandssensor 56b umfasst einen elektrischen Stromsensor und einen elektrischen Spannungssensor. Somit kann ein über eine Systemgrenze des Betätigungselements 36 fließender Strom und eine über dem Betätigungselement 36 abfallende Spannung über der Zeit detektiert werden.
In diesem Zusammenhang kann der Spannungsabfall an sich zur Zustandsüberwachung des Betätigungselements 36 verwendet werden.
Ferner lässt sich anhand des ermittelten Spannungsverlaufs und des ermittelten Stromverlaufs ein elektrischer Widerstand des Betätigungselements 36 errechnen, der als Betätigungselement- Zustandsparameter Z2 verwendet werden kann.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Energiespeichereinheit 52 erläutert, lassen sich auch beim Betätigungselement 36 basierend auf den Strom- und Spannungsverläufen mittels der Recheneinheit 58 eine Anzahl an Betätigungsvorgängen ermitteln.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst der zweite Zustandssensor 56b ferner einen Positionssensor, mittels dem eine Position des zweiten Endes 36b des Betätigungselements 36 in Form eines Drahtes aus Formgedächtnislegierung 38 detektiert werden kann. Wenn das Betätigungselement 36 als Hubmagnet 46 ausgeführt ist (siehe Figur 6), kann mittels des Positionssensors eine Position des Stößels 48 detektiert werden.
Außerdem umfasst der zweite Zustandssensor 56b einen Kraftsensor. Mittels des Kraftsensors kann eine Betätigungskraft des Betätigungselements 36 detektiert werden. Der Stromsensor oder der Spannungssensor kann in Kombination mit dem Positionssensor oder dem Kraftsensor auch eine Betätigungslatenz des Betätigungselements 36 detektieren. Dabei wird mittels des Spannungssensors oder mittels des Stromsensors ein erwünschter Betätigungsbeginn in Form einer Spannungsänderung oder einer Stromänderung detektiert. Mittels des Positionssensors oder des Kraftsensors wird ein tatsächlicher Bewegungsbeginn des Betätigungselements 36 detektiert. Die dazwischenliegende Zeitspanne ist die Betätigungslatenz. Die Recheneinheit 58 ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die vorstehenden Schritte zur Berechnung der Betätigungslatenz auszuführen.
Alternativ kann die Betätigungslatenz mittels eines Zustandssensors bestimmt werden, der eine Auslösesteuereinheit 55 ist oder umfasst. Diese ist dazu ausgebildet, im Betrieb zu detektieren, dass ein Nutzer mit dem Sägeblatt 22 in Kontakt kommt oder ein solcher Kontakt droht. Die Auslösesteuereinheit 55 umfasst beispielsweise einen kapazitiven Sensor. Der kapazitive Sensor dient dazu, einen Kontakt oder eine Annäherung eines elektrisch leitenden Mediums, beispielsweise der Haut eines Nutzers, der Notbremseinheit 26 zu erkennen. Die Auslösesteuereinheit 55 kann somit einen „ausgelösten“ und einen „unausgelösten“ Zustand einnehmen. Dies kann als ein Auslösesteuereinheit-Zustandsparameter Z4 angesehen werden.
Der Auslösesteuereinheit-Zustandsparameter Z4 kann auch im Rahmen der Testroutine genutzt werden. In diesem Zusammenhang wird die Auslösesteuereinheit 55 mittels einer Testauslösung definiert vom „unausgelösten“ in den „ausgelösten“ Zustand umgeschaltet, ohne dass ein Kontakt mit dem Sägeblatt 22 durch den kapazitiven Sensor detektiert wird. Vielmehr wird der kapazitive Sensor dafür verwendet einen Kontakt der Bremse, insbesondere des Bremsnockens 32, mit dem Sägeblatt 22 zu detektieren. Auf diese Weise kann, während der Testroutine, die Zeitspanne von der Testauslösung der Notbremseinheit 26, d.h. vom Zeitpunkt zu dem der Auslösesteuereinheit-Zustandsparameter Z4 von „unausgelöst“ auf „ausgelöst“ umspringt, bis zum Kontakt der Bremse, insbesondere des Bremsnockens 32, mit dem Sägeblatt 22, d.h. vom Zeitpunkt zu dem die Auslösesteuereinheit von „kein Kontakt zum Sägeblatt“ auf „Kontakt zum Sägeblatt“ umspringt, also die Betätigungslatenz der gesamten Notbremseinheit 26, bestimmt werden.
Auch der dritte Zustandssensor 56c kann einen elektrischen Stromsensor umfassen. Wird ein auf diese Weise detektierter Stromwert mit einem auf der Speichereinheit 60 hinterlegten Vorspannelement-Schwellwert S3 verglichen, lässt sich eine Leitfähigkeit des Vorspannelements 42 ermitteln.
Darüber hinaus umfasst der dritte Zustandssensor 56c einen Kraftsensor. Auf diese Weise kann eine Vorspannkraft des Vorspannelements 42 erfasst werden.
Die Überwachungseinheit 50 ist ferner mit einer Nutzerschnittstelle 64 ausgestattet, die signaltechnisch mit der Recheneinheit 58 gekoppelt ist. Über die Nutzerschnittstelle 64 kann jeder aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, Betätigungselement- Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 für einen Nutzer des Werkzeugs 10 bereitgestellt werden. Optional können dem Nutzer auch der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl, der Betätigungselement-Schwellwert S2 und der Vorspannelement-Schwellwert S3 bereitgestellt werden. Im vorliegenden Beispiel ist die Nutzerschnittstelle 64 als Display ausgeführt.
Außerdem umfasst die Überwachungseinheit 50 eine Warneinheit 66, die ebenfalls signaltechnisch mit der Recheneinheit 58 gekoppelt ist. Mittels der Warneinheit 66 kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Vorliegend ist die Warneinheit 66 als Lautsprecher ausgeführt. Es versteht sich jedoch, dass dies lediglich ein Beispiel ist.
Alternativ können die Warneinheit 66 und die Nutzerschnittstelle 64 durch ein gemeinsames Display gebildet sein. In diesem Beispiel ist die Warneinheit 66 dazu ausgebildet, optische Warnsignale auszugeben.
Der Aktuator 34 lässt sich mittels eines Verfahrens zum Betrieb eines Aktuators einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug betreiben. Im Rahmen des Verfahrens wird vorliegend der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI erfasst, der einen Zustand der Energiespeichereinheit 52 charakterisiert.
Zusätzlich wird der Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 erfasst, der einen Zustand des Betätigungselements 36 charakterisiert.
Ferner wird der Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 erfasst, der einen Zustand der des Vorspannelements 42 charakterisiert.
Nachfolgend werden ein dem Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI zugeordneter Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl, ein dem Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 zugeordneter Zustandsparameter-Schwellwert S2 und ein dem Vorspannelement- Zustandsparameter Z3 zugeordneter Vorspannelement-Schwellwert S3 von der Speichereinheit 60 erhalten.
Außerdem werden mittels der Recheneinheit 58 der Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI mit dem Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl verglichen, der Betätigungselement- Zustandsparameter Z2 mit dem Betätigungselement-Schwellwert S2 verglichen und der Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 mit dem Vorspannelement-Schwellwert S3 verglichen.
Es ist also der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl dem Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI zugeordnet, der Betätigungselement-Schwellwert S2 dem Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und der Schwellwert S3 dem Zustandsparameter S3.
Der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl begrenzt einen Normbereich des Energiespeichereinheit-Zustandsparameters ZI, der Betätigungselement-Schwellwert S2 begrenzt einen Normbereich des Betätigungselement-Zustandsparameters Z2 und der Vorspannelement-Schwellwert S3 begrenzt einen Normbereich des Vorspannelement- Zustandsparameters Z3. Für einen zuverlässigen Betrieb der Notbremseinheit 26 muss jeder aus Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI, Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement- Zustandsparameter Z3 im jeweils zugeordneten Normbereich liegen.
Dementsprechend wird mittels des Verfahrens ein Sperrsignal getriggert, wenn einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 außerhalb des Normbereichs liegt. Dann lässt sich die Notbremseinheit 26 nicht betreiben.
Für den Fall, dass einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 zwar innerhalb des Normbereichs, aber auch innerhalb eines zugehörigen Warnbereichs liegt, sieht das Verfahren vor, ein Warnsignal mittels der Warneinheit 66 auszugeben. Der Warnbereich ist dabei innerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs so gewählt, dass ein innerhalb des Warnbereichs liegender Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, Betätigungselement- Zustandsparameter Z2 und/oder Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 auf einen baldigen Zuverlässigkeitsverlust hindeutet.
Außerdem werden im Rahmen des Verfahrens der ermittelte Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI, der ermittelte Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und der ermittelte Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 mittels der Nutzerschnittstelle 64 dem Nutzer des Werkzeugs 10 bereitgestellt.
Auch der Energiespeichereinheit-Schwellwert Sl, der Betätigungselement-Schwellwert S2 und der Vorspannelement-Schwellwert S3 werden mittels der Nutzerschnittstelle 64 dem Nutzer des Werkzeugs 10 bereitgestellt.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Überwachungseinheit 50 erläutert, kann es sich beim Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, der einen Zustand der Energiespeichereinheit 52 charakterisiert, um eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge der Energiespeichereinheit 52 und/oder eine Speicherkapazität der Energiespeichereinheit 52 handeln. Der Energiespeichereinheit-Schwellwert S1 beschreibt dementsprechend eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge und/oder eine zulässige minimale Speicherkapazität.
Wie ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der Überwachungseinheit 50 erläutert, kann es sich beim Betätigungselement-Zustandsparameter Z2, der einen Zustand des Betätigungselements 36 charakterisiert, um eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge des Betätigungselements 36, eine Position des Betätigungselements 36, einen elektrischen Widerstand des Betätigungselements 36, eine Betätigungslatenz des Betätigungselements 36, einen Spannungsabfall über dem Betätigungselement 36 und/oder eine Betätigungskraft des Betätigungselements 36 handeln. Der Betätigungselement-Schwellwert S2 beschreibt dementsprechend eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge, eine Soll-Position, einen maximal zulässigen elektrischen Widerstand, eine maximal zulässige Betätigungslatenz, einen maximal zulässigen Spannungsabfall und/oder eine minimal notwendige Betätigungskraft des Betätigungselements 36.
Wie ebenso bereits im Zusammenhang mit der Überwachungseinheit 50 erläutert, kann es sich beim Vorspannelement-Zustandsparameter Z3, der einen Zustand des Vorspannelements 42 charakterisiert, um eine Leitfähigkeit des Vorspannelements 42 und/oder eine Vorspannkraft des Vorspannelements 42 handeln. Der Vorspannelement-Schwellwert S3 beschreibt dementsprechend eine minimal zulässige Leitfähigkeit und/oder eine minimal zulässige Vorspannkraft.
Im vorliegenden Beispiel wird das Verfahren im Rahmen einer Testroutine ausgeführt, die stets beim Anschalten des Werkzeugs 10 abläuft. Es werden also während der Testroutine der den Zustand der Energiespeichereinheit 52 charakterisierende Energiespeichereinheit- Zustandsparameter ZI, der das Betätigungselement 36 charakterisierende Betätigungselement- Zustandsparameter und der das Vorspannelement 42 charakterisierende Vorspannelement- Zustandsparameter Z3 erfasst. Die Notbremseinheit 26 lässt sich nur betreiben, wenn alle aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter ZI, Betätigungselement-Zustandsparameter Z2 und Vorspannelement-Zustandsparameter Z3 innerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs liegen.
Im vorstehend erläuterten Beispiel umfasst die Überwachungseinheit 50 eine Vielzahl an Zustandssensoren. Dementsprechend können eine Vielzahl an Zustandsparametern erfasst werden. Dabei versteht es sich, dass die Überwachungseinheit 50 auch nur eine Auswahl, die einen oder mehrere der vorstehend erläuterten Sensoren umfasst, enthalten kann. Dementsprechend lassen sich auch nur einer oder mehrere der vorstehend erläuterten Zustandsparameter überwachen. Das Verfahren zum Betrieb des Aktors kann somit auch nur mit einer Auswahl an Zustandsparametern, die einen oder mehrere Zustandsparameter umfasst, ausgeführt werden.
Die vorstehenden Erläuterungen betreffen eine Sägevorrichtung 10 in Form einer Kappsäge. Es versteht sich jedoch, dass die Ausbildung als Kappsäge nur ein Beispiel ist und die vorstehenden Ausführungen auch für Sägevorrichtungen anderer Bauart Gültigkeit haben, z. B. für Bandsägen.
Bezugszeichenliste
10 Werkzeug 12 Sägevorrichtung 14 Basisteil 16 Auflagefläche 18 Werkstück 20 S ch wenkvorri chtung
20a erster Abschnitt 20b zweiter Abschnitt 22 Sägeblatt 24 Griff 26 Notbremseinheit 28 Bremssattel
30 Andrückelement 32 Bremsnocken
34 Aktuator 36 Betätigungselement 36a erstes Ende 36b zweites Ende 38 F ormgedächtni sl egi erung 40 Schlitten
42 Vorspannelement 44 Betätigungs stift 46 Hubmagnet 48 Stößel 50 Überwachungseinheit
52 elektrische Energiespeichereinheit 54 elektrisches Schaltelement 55 Auslösesteuereinheit 56a erster Zustandssensor 56b zweiter Zustandssensor 56c dritter Zustandssensor
58 Recheneinheit 60 Speichereinheit
62 Kommunikationsschnittstelle 64 Nutzerschnittstelle
66 Warneinheit SI Energiespeichereinheit-Schwellwert S2 Betätigungselement-Schwellwert S3 Vorspannelement-Schwellwert Z1 Energiespeichereinheit-Zustandsparameter Z2 Betätigungselement-Zustandsparameter Z3 Vorspannelement-Zustandsparameter
Z4 Auslösesteuereinheit-Zustandsparameter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit (26) für ein motorisch angetriebenes Werkzeug (10), wobei die Notbremseinheit (26) einen Aktuator (34) mit einem Betätigungselement (36) und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit (52) aufweist, welche über ein elektrisches Schaltelement (54) elektrisch mit dem Betätigungselement (36) gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement (36) durch Betätigen des Schaltelements (54) selektiv mit in der Energiespeichereinheit (52) gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist, wobei das Verfahren umfasst:
- Erfassen eines Energiespeichereinheit-Zustandsparameters (ZI), der einen Zustand der Energiespeichereinheit (52) charakterisiert, und/oder eines Betätigungselement-Zustandsparameters (Z2), der einen Zustand des Betätigungselements (36) charakterisiert,
- Vergleichen des erfassten Energiespeichereinheit-Zustandsparameters (ZI) mit einem Energiespeichereinheit-Schwellwert (Sl), der einen dem Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI) zugeordneten Normbereich begrenzt, und/oder vergleichen des erfassten Betätigungselement- Zustandsparameters (Z2) mit einem Betätigungselement-Schwellwert (S2), der einen dem Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) zugeordneten Normbereich begrenzt,
- Triggern eines Sperrsignals, wenn wenigstens einer aus erfasstem Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI) und erfasstem Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) außerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aktuator (34) ein Vorspannelement (42) umfasst und wobei das Verfahren umfasst:
- Erfassen eines Vorspannelement-Zustandsparameters (Z3), der einen Zustand des Vorspannelements (42) charakterisiert, - Vergleichen des Vorspannelement-Zustandsparameters (Z3) mit einem Vorspannelement-Schwellwert (S3), der einen dem Vorspannelement- Zustandsparameters (Z3) zugeordneten Normbereich begrenzt,
- Triggern eines Sperrsignals, wenn der Vorspannelement-Zustandsparameter (Z3) außerhalb des Normbereichs liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Vorspannelement-Zustandsparameter (Z3) eine Leitfähigkeit des Vorspannelements (42) beschreibt und der Vorspannelement- Schwellwert (S3) eine minimal zulässige Leitfähigkeit beschreibt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeichereinheit- Zustandsparameter (ZI) eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge der Energiespeichereinheit (52) beschreibt und der Energiespeichereinheit-Schwellwert (Sl) eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge beschreibt und/oder wobei der Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) eine Anzahl bereits erfolgter Betätigungsvorgänge des Betätigungselements (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) eine Anzahl maximal zulässiger Betätigungsvorgänge beschreibt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungselement- Zustandsparameter (Z2) eine Position oder eine Positionsdifferenz des Betätigungselements (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) eine Soll-Position oder eine Soll-Positionsdifferenz beschreibt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungselement- Zustandsparameter (Z2) einen elektrischen Widerstand des Betätigungselements (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) einen maximal zulässigen elektrischen Widerstand beschreibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungselement- Zustandsparameter (Z2) eine Betätigungslatenz des Betätigungselements (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) eine maximal zulässige Betätigungslatenz beschreibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungselement- Zustandsparameter (Z2) einen Spannungsabfall über dem Betätigungselement (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) einen maximal zulässigen Spannungsabfall beschreibt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätigungselement- Zustandsparameter (Z2) eine Betätigungskraft des Betätigungselements (36) beschreibt und der Betätigungselement-Schwellwert (S2) eine minimal zulässige Betätigungskraft beschreibt und/oder wobei der Vorspannelement-Zustandsparameter (Z3) eine Vorspannkraft des Vorspannelements (42) beschreibt und der Vorspannelement-Schwellwert (S3) eine minimal zulässige Vorspannkraft beschreibt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeichereinheit- Zustandsparameter (Sl) eine Speicherkapazität der Energiespeichereinheit (52) beschreibt und der Energiespeichereinheit-Schwellwert (Sl) eine zulässige minimale Speicherkapazität beschreibt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI), Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) und Vorspannelement-Zustandsparameter (Z3) während einer Testroutine erfasst wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Bereitstellen wenigstens eines aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI), Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) und Vorspannelement-Zustandsparameter (Z3) für einen Nutzer.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Triggern eines Warnsignals, wenn wenigstens einer aus Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI), Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) und Vorspannelement- Zustandsparameter (Z3) innerhalb des jeweils zugeordneten Normbereichs und innerhalb eines zugeordneten Warnbereichs liegt. Überwachungseinheit (50) zur Überwachung eines Zustands einer Notbremseinheit (26) für ein motorisch angetriebenes Werkzeug (10), wobei die Notbremseinheit (26) einen Aktuator (34) mit einem Betätigungselement (36) und wenigstens eine elektrische Energiespeichereinheit (52) aufweist, welche über ein elektrisches Schaltelement (54) elektrisch mit dem Betätigungselement (36) gekoppelt ist, sodass das Betätigungselement (36) durch Betätigen des Schaltelements (54) selektiv mit in der Energiespeichereinheit (52) gespeicherter elektrischer Energie beaufschlagbar ist, mit
- wenigstens einem Zustandssensor (56a, 56b), der dazu ausgebildet ist, einen Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI) zu erfassen, der einen Zustand der Energiespeichereinheit (52) charakterisiert, und/oder einen Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) zu erfassen, der einen Zustand des Betätigungselements (36) charakterisiert,
- einer Speichereinheit (60), auf der wenigstens einer aus einem Energiespeichereinheit-Schwellwert (Sl) und einem Betätigungselement- Schwellwert (S2) hinterlegt ist, der einen jeweils zugeordneten Normbereich begrenzt,
- einer Recheneinheit (58), die dazu ausgebildet ist, den mittels des Zustandssensors (56a, 56b) erfassten Energiespeichereinheit-Zustandsparameter (ZI) mit dem Energiespeichereinheit-Schwellwert (Sl) zu vergleichen und/oder den erfassten Betätigungselement-Zustandsparameter (Z2) mit dem Betätigungselement- Schwellwert (S2) zu vergleichen, und
- einer Kommunikationsschnittstelle (62) zum Triggern eines Sperrsignals. Notbremseinheit (26) für ein motorisch angetriebenes Werkzeug (10) mit einer Überwachungseinheit (50) nach Anspruch 14.
EP23751951.7A 2022-08-03 2023-08-03 Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit Pending EP4565392A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208077.7A DE102022208077A1 (de) 2022-08-03 2022-08-03 Verfahren zum Betrieb einer Notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes Werkzeug, Überwachungseinheit und Notbremseinheit
PCT/EP2023/071521 WO2024028427A1 (de) 2022-08-03 2023-08-03 Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4565392A1 true EP4565392A1 (de) 2025-06-11

Family

ID=87567483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23751951.7A Pending EP4565392A1 (de) 2022-08-03 2023-08-03 Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4565392A1 (de)
CN (1) CN119522152A (de)
DE (1) DE102022208077A1 (de)
WO (1) WO2024028427A1 (de)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029090A1 (de) * 2009-09-02 2011-03-31 Robert Bosch Gmbh Notbremssystem für Werkzeugmaschinen
DE102013206916B4 (de) * 2012-04-20 2022-03-24 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren zum Steuern einer Betätigung mit aktivem Material unter Verwendung einer Betriebshüllkurve
DE102018200197A1 (de) * 2018-01-09 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit mindestens einem intelligenten Bremsaktuator und Verfahren zum Betreiben eines Werkzeugs
DE102019219819A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bremssystem für eine Handwerkzeugmaschine mit mindestens einer Bremseinheit
JP7438411B2 (ja) * 2020-07-01 2024-02-26 フェスツール ゲーエムベーハー 丸鋸刃用の安全ブレーキ、安全ブレーキを含む丸鋸、及び丸鋸の操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022208077A1 (de) 2024-02-08
WO2024028427A1 (de) 2024-02-08
CN119522152A (zh) 2025-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2715884B1 (de) Verfahren und anordnung zur gewichteten überwachung des verschleisses einer handzange zum verpressen von werkstücken
EP2225057B1 (de) Verfahren zum setzen von nietelementen durch ein von einem elektromotor angetriebenes portables nietgerät sowie ein nietgerät
DE102015218411B3 (de) Positionsbestimmungsverfahren für eine Parksperre
DE102017009096B4 (de) Elektronisches feststellbremsensystem und steuerungsverfahren davon
DE102010015325B4 (de) Prüfeinrichtung für ein Nietsetzwerkzeug
EP0417431A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung auf Überlast
EP3867659B1 (de) Verfahren zum bestimmen eines schaltzustands eines ventils und elektromagnetventilanordnung
DE102014202173A1 (de) Verfahren zum Lösen einer automatischen Parkbremse
DE102019007394A1 (de) Drehtischvorrichtung, drehtischsteuerung, programm unddrehtischsteuerverfahren
DE102011112528A1 (de) Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer Fahrtreppe und Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens
DE69405243T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines druckmittelbetätigten doppeltwirkenden stellantriebs
DE102016120418B4 (de) Vorrichtung zum überprüfen des bremsmechanismus für einen elektromotor und prüfverfahren
EP4565392A1 (de) Verfahren zum betrieb einer notbremseinheit für ein motorisch angetriebenes werkzeug, überwachungseinheit und notbremseinheit
EP3487647B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abscheren von stangenmaterial
EP2522874A1 (de) Aufzugsantrieb mit Bremse
EP2974833A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum ermitteln des zustandes der messer an einer faserschneid-vorrichtung
DE102021209291A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Blockierstößels und Betätigungseinheit
DE10005963C2 (de) Punktschweiß Steuervorrichtung
EP1791684B1 (de) Verfahren zum betreiben einer spritzgiessmaschine
DE3937466C2 (de)
WO2024028430A1 (de) Notbremsbaugruppe für ein motorisch angetriebenes werkzeug und verfahren zum betreiben einer notbremsbaugruppe
WO2021204804A1 (de) Verfahren zum prüfen eines aktuellen funktionszustands einer bremse einer aufzuganlage und entsprechend eingerichtete aufzuganlage
EP1665192A1 (de) Verfahren und einrichtung zur kommunikation mit einer anlage
EP3323686B1 (de) Wirküberwachung einer magnetschienenbremse
DE2704874C2 (de) Geschlossene pneumatische Belastungsvorrichtung für Fadenbremsen

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250226

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)