JP2006198765A - 手で操縦される作業機の給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手で操縦される作業機の給水装置において、実際に必要とする水量に対し搬送水量を好適に適合させることのできる前記給水装置を提供する。
【解決手段】水を案内する管（３）と、管（３）内に配置される弁装置（４）とを備え、弁装置（４）が管（３）を流れる水流（５）を制御するための閉鎖弁（１１）を有している、手で操縦される作業機（１）の工具（２）に水を供給するための給水装置において、作業機（１）の作動時に水流（５）が供給されるように、作業機（１）の作動信号に応じて閉鎖弁（１１）の操作を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、水を案内する管と、管内に配置される弁装置とを備え、弁装置が管を流れる水流を制御するための閉鎖弁を有している、手で操縦される作業機（特に研削切断機）の工具（特に切断砥石）に水を供給するための給水装置に関するものである。

たとえば冷却水を作業機の工具および／または工作物に供給する給水装置を備えた、手で操縦される作業機は知られている。特に手で操縦される研削切断機の場合には切断砥石に水が供給され、それによって切断実施時に発生する塵埃を凝集させる。

供給される水量の制御または調整は公知の実施態様の場合満足なものではない。水流を外部の弁を介して作業開始前に供給し、作業終了後に再び遮断させる。作業機が作動していない場合も、水流供給後水は被加工箇所へ流れる。本来の作業過程の前後および短時間作業を中断している間も無駄な水量が流出し、水の消費量が増大するばかりでなく、被加工箇所も不必要な水量で害を蒙る。

特許文献１からは、手で操縦される作業機の給水装置において、給水管を開閉させる閉鎖弁を設けた構成のものが知られている。閉鎖弁は、駆動原動機のパワーを調整するためのスロットルレバーをも解放させるスロットルレバーロックを介して操作可能である。スロットルレバーロックを操作することにより、スロットルレバーを解放することで作業機をある程度のパワーで作動させる準備ができた場合にのみ給水が行なわれる。

上記構成の欠点は、操作要素、特にスロットルレバーロックの機能をコントロールする場合、作業機が停止している場合も、たとえばエンジンが停止している場合も、水が流出することである。入口側に提供される種々の水圧に対し水の搬送量を適合させるのが困難であるように、水の搬送量の調整は困難である。また、スロットルレバーロックと閉鎖弁との連動は動きが鈍い。弁が汚染した場合、弁の動きが鈍くなった場合、および／または弁が損傷した場合には、ガスを単に付与するとか、乾燥切断を実施するといった作業機の基本的な機能が困難になる。

独国特許出願公開第１９８２８８８５Ａ１号明細書

本発明の課題は、手で操縦される作業機の給水装置において、実際に必要とする水量に対し搬送水量を好適に適合させることのできる前記給水装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、作業機の作動時に水流が供給されるように、作業機の作動信号に応じて閉鎖弁の操作が設定されていることにより解決される。

本発明による手で操縦される作業機の給水装置は、特に研削切断機の切断砥石に水を供給するための給水装置は、水を案内する管を流れる水流を制御するために前記管のなかに閉鎖弁を備えている弁装置を有している。閉鎖弁の操作は、作業機が作動している場合に水流が供給され、有利には作業機の作動信号がない場合に水流の供給が中断されるように、作業機の作動信号に依存して設定されている。作業機は実施する作業の種類に対し準備でき、この場合水源は閉じられ、弁調整は不慮の流水なく行なうことができる。作業機の個々の操作要素は水流の供給を行なわずに自在に操作できるかを検査することができ、且つ始動を試みることができる。駆動原動機が実際に回転したとき、および／または、駆動原動機により駆動される作業機の個々の部品が運動状態になったときにはじめて、作動信号が発生する。作動信号は閉鎖弁のための制御量として利用でき、よって水流の供給のために利用できる。このような作動状態になってはじめて工具冷却用の水流が実際に必要となり、本発明による給水装置により実際に給水準備状態になる。作動信号がない場合には、すなわち作業機が停止している場合には給水は中断される。よって不必要な流水が回避されている。

有利な他の構成では、閉鎖弁は水流の流量を調整するための制御弁により形成されている。作動信号の性質に依存して、純粋なオンオフ機能を介してたとえば回転数に依存した流量調整を行なうことができる。上記弁装置の場合、同様に、所望の流量を予め調整する予調整を行なうこともできる。他方、弁に作用する作動信号を介して、予め調整した量の水流が供給される。

有利な実施態様では、閉鎖弁は電磁弁であり、作動信号として作業機の電気信号が設けられている。電気作動信号の伝送は適当なケーブルの形態で簡単な手段により可能であり、この場合たとえば電子制御論理回路を簡単に組み込むことができる。電磁弁は構成が簡潔であり、機械的な所与条件を考慮してほとんど任意に位置決めすることができる。

合目的には、作動信号として、特に点火装置を介して検出される、作業機の駆動原動機の回転数を設けるのがよい。境界回転数を設定してもよく、この境界回転数以上の回転数で水流が供給される。境界回転数と同じオフ回転数以下、或いは、境界回転数とは異なるオフ回転数以下、特に境界回転数よりも低いオフ回転数以下では、水流の供給は遮断される。流水なしに内燃エンジンを始動させることができ、且つアイドリングで作動させることができる。回転数の増大ととともに水流が供給される以前に、低回転数で乾燥切断も行なうことができる。より低いオフ回転数を選定することにより、境界回転数範囲内での切換え状態の変動を回避するような切換えヒステリシスが生じる。水流の自動的な供給を遮断することもできる。この場合には、乾燥切断をより高い回転数でも、或いは最大回転数でも行なうことが可能である。

電磁弁のために、パルス幅制御型制御装置が設けられているのが有利である。このパルス幅制御型制御装置により、弁およびその磁気駆動部の構成を簡潔にして効果的な流量制御が可能になる。特に、パル幅制御装置の選定した調整状態を記憶するメモリと連動させると、所望の体積流を設定でき、個々のどの切断においても後調整を行なわずに所望の体積流を呼び出せる。

電磁弁に電圧を供給するために発電機を設けるのが合目的である。電磁弁に必要なエネルギーが小さいために発電機を小型に軽量に簡潔に構成できる。特に、発電機の供給電圧を、電磁弁を操作するための作動信号として設定してよい。駆動原動機の始動過程後、発電機は所望の供給電圧を発生させ、この供給電圧が存在していることは作業機が作動していることを示している。他の制御要素または切換え要素は設ける必要がない。また、内燃エンジンとして構成された駆動原動機の点火電圧を電磁弁を操作するための作動信号として選定するのも有利である。この場合発電機は電磁弁を操作するために必要供給電圧を発生させる。しかしながら電磁弁の実際の操作は、たとえば点火電圧の経過に依存して行なうことができる。特に、適当な制御論理回路を用いれば、回転数に依存した点火角を特定することができ、その結果所定の最小回転数に達してからはじめて電気作動信号が提供される。したがって、必要な場合には、部分負荷時または完全負荷時にはじめて水流の供給が可能であり、他方アイドリング時には水流は遮断されている。

合目的な実施態様では、作業機の作動により運動する部品によって操作するための電気作動信号用のオンオフスイッチが設けられている。オンオフスイッチは、作業機の作動時に回転する部品と連結されている磁気クラッチによる操作のために設けられているのが有利であり、或いは、ファンホイール間空気流にさらされている風向計による操作のために設けられているのが有利である。磁気クラッチまたは風向計を構成的に整合させることにより、境界回転数を特定することができる。境界回転数よりも上の回転数で水流が供給される。このような装置は簡潔で信頼性のある構成を有しており、補助コストを要する電子制御論理回路を設ける必要がない。

有利な構成では、閉鎖弁は空気圧弁であり、作動信号として作業機の空気圧信号が設けられ、空気圧作動信号として、内燃エンジンとして構成された駆動原動機のクランクケース内圧が設けられている。空気圧信号としては、内燃エンジンとして構成される駆動原動機の吸気管内の負圧を選定することができる。合目的には、くうきあつさどうしんごうとして、２サイクル内燃エンジンのクランクケース内圧を設けるのがよい。クランクケース内圧は特定の回転数以上でかなりの平均値を有することがあり、場合によっては圧力ピーク値を有することもある。圧力レベルが高いので、空気圧弁に大きな調整力が可能になり、よって確実な操作が可能になる。

空気圧弁をダイヤフラム弁として実施するのが有利である。適当な大きさの面積を有しているダイヤフラムは、特にレバー機構との連動で、小さな圧力差を印加するだけで適宜大きな調整力を可能にする。わずかな作動圧は弁を操作するために十分である。

有利な実施態様では、閉鎖弁は機械的な弁であり、作動信号として、作業機の作動により運動する部品の機械的信号が設けられている。特に、機械的な弁は遠心力弁であり、機械的作動信号は作業機の作動により運動する部品の遠心力である。遠心力弁はたとえば駆動原動機のファンホイール等に配置することができ、且つ予め決定された回転数から水流が供給され、他方アイドリング時には水流の供給が遮断されるように調整されていてよい。合目的には、遠心力弁を作業機の遠心クラッチの従動側に配置し、特に研削切断機の切断砥石のハブに配置するのがよい。これにより、作業機の作動により回転する部品は、遠心クラッチが連結される境界回転数よりも上の回転数ではじめて運動せしめられるよう保証されている。この場合駆動原動機は、アイドリング時に、無駄な水量を流出させることなくまず暖機回転する。作業過程が始まると、駆動原動機の回転数は作動回転数へ上昇し、その際遠心クラッチが連結されて作業過程を始めることができる。したがって、水流の供給は所定の作業の実施にほぼ直結している。特に、遠心力弁を切断砥石のハブに配置した場合には、水流は被冷却工具の場所に直接供給され、この場合切断砥石の回転運動は、この回転運動により発生する遠心力により、切断領域に対し所望量の水をロスなく搬出させることを可能にする。

遠心力弁の噴射ノズルをハブの領域に配置すると、水流は発生する遠心力により半径方向にて内側から外側へ流れ、これにより切断砥石は平面的に湿潤され、冷却される。水流の一部が遠心分離により投擲されて冷却の用を成さないことは回避されている。水を節約してわずかな流量で確実な冷却を得ることができる。

弁装置は、調整経路にわたって位置調整可能な弁体を備えた制御弁を有しているのが有利である。制御弁の開口横断面積は調整距離に依存して漸進的（プログレッシブ）特性曲線を有する。適当な操作手段を介して弁体をその調整距離の範囲内で任意の位置へもたらすことができ、これにより適当な開口横断面積が設定される。したがって、水流の流量を必要な場合に調整することができる。漸進的特性曲線により、異なる圧力の水源への接続が可能になり、この場合同じ弁を用いて、補助的な装置を要することなく流量を微調整することができる。漸進的特性曲線は、比較的小さな開口横断面積を解放させるために、弁体の静止位置を起点としてかなりの調整距離を必要とする。たとえば給水網から高圧の水を供給する場合には、必要な水流を微調整することができる。これとは択一的に、たとえば別個の水容器から給水を行なってもよく、この場合には水容器は作業機に対しある程度の高さで配置される。水容器と作業機との高度さにより、水の搬送に十分な静圧が発生する。しかしながら、水圧の絶対量は比較的小さい。圧力が低い場合の水流の微細な制御は、制御弁をさらに開弁させることにより可能であり、この場合漸進的特性曲線は与えられた調整距離の枠内で適宜大きな開口横断面積を可能にする。総じて、必要な搬送率を、簡単な手段を用いてその都度必要な水需要量に正確に適合させることができ、切換え装置等を設ける必要がない。

有利な他の構成では、漸進的特性曲線は少なくとも近似的に直線的に延びる２つの範囲部分であって互いに漸進的に屈曲した前記範囲部分を含んでいる。漸進的特性曲線の、比較的フラットに延びている第１の範囲部分は、高圧給水に適合し、この場合直線部分は、利用者にとって予測可能な微細な制御特性を可能にさせる。同じことは、より急傾斜で延びている、漸進的特性曲線の第２の範囲部分にも言える。その勾配はたとえば携帯容器からの低圧給水に簡単に適合させることができ、ポンプ等を必要としない。

制御弁は、調整経路が直線的に延びる直線移動型ゲート弁として構成されているのが合目的である。直線操作による直線移動型ゲート弁としての構成は汚染が少なく、高い水圧を印加しても、適宜の水密性を維持してわずかな調整力を必要とするにすぎない。

この場合制御弁は、特に、弁体が供給側の水圧に関し予圧に関係なく静止位置から開口するように構成されている。必要な操作力は、少なくとも近似的には、印加される水圧に依存しない。少なくとも近似的に一定の、利用者が感じ取ることのできる操作力により、印加される水圧に依存せずに水流の好適な調整が可能になるので好ましい。

合目的な実施態様では、弁装置内に閉鎖弁が制御弁とともに流動を誘導するように直列に接続され、この場合制御弁は手動で調整可能である。この制御弁により所望の水量を予め調整することができ、他方作業機の作動に連動している閉鎖弁は、必要に応じて水流を供給または遮断させる。作業過程を中断すると水流の供給が遮断されるので好ましい。作業過程を再開すれば水流は自動的に供給され、水量を新たに調整する必要はない。

上記実施態様はいずれも簡単な手段で構成でき、特定の回転数ではじめて、接続されている弁の操作が行なわれるように構成することができる。この特定の回転数は、給水を行わずにアイドリング作動または部分負荷作動が可能であるように設定されていてよい。自動的な給水は予め決められた作業回転数に達してはじめて行なわれ、これにより作業過程の実施に直接自動的に連動して給水が行なわれる。不必要な水の放出は回避される。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１は作業機１の概観斜視図であり、作業機の一例として手で操縦される研削切断機が図示してある。研削切断機は内燃エンジンとして実施された駆動原動機３２を有し、該駆動原動機３２により遠心クラッチ（図示せず）とベルトドライブ３４とを介して切断砥石２を駆動することができる。発電機１０７は駆動原動機３２と連結され、駆動原動機３２の運転時に電気エネルギーを供給する。作業機としては穿孔機或いは他の手で操縦される比較可能な作業機でもよい。駆動原動機３２は電動機として構成してもよい。

作業機１を操縦するため、グリップケース７１には第１のグリップ２０が設けられ、切断砥石２０の方向で第１のグリップ２０の手前には第２のグリップ３０が設けられている。図示した実施形態では、第２のグリップ３０はグリップパイプとして実施されている。作業機１はその下面に設置用の設置足８１を備えた設置面８０を有している。

駆動原動機３２を操作し制御するため、複数個の調整要素１７が設けられ、そのうち第１のグリップ２０にスロットルレバー３８とストップレバー３９とスロットルレバーロック４０とが配置されている。

切断砥石２に水を供給するため、作業機１は給水装置１５を有している。給水装置１５により、管３と噴射ノズル７７（図１７に詳細に図示する）とを通じて水流５を切断砥石２へ案内することができる。図示した実施形態では、管３はグリップパイプとして実施されている第２のグリップ３０を貫通している。

図２は弁装置４をも併せて示した、図１の給水装置１５の１実施形態の概略構成図である。弁装置４は制御弁６と、該制御弁６の上流側に直列に配置されている閉鎖弁１１とを含んでいる。制御弁６と閉鎖弁１１とは管３のなかに配置され、水流５の制御または調整のために設けられている。管３の供給側にはチューブコネクタ４１が設けられ、該チューブコネクタ４１により、搬送可能な水容器か、或いは、チューブを介して加圧水導管網を選択的に接続させることができる。

閉鎖弁１１は示唆的に図示した弁体７を有している。弁体７は押し棒４４を用いてソレノイドスイッチ１０８を介して操作可能である。作業機１（図１）からの作動信号によりソレノイドスイッチ１０８が操作されると弁体７が操作され、閉鎖弁１１により流動経路が解放される。閉鎖弁１１はソレノイドスイッチ１０８および押し棒４４とともに電磁弁１２を形成している。電磁弁１２は２ポート２位置切換弁として構成するのが有利である。

電磁弁１２を操作するための作動信号は、たとえば発電機１０７（図１）からの電圧の形態の電気作動信号であるか、点火信号であるのが有利である。閉鎖弁１１を操作するための他の有利な作動信号は、たとえばエンジンが回転する際のクランクケース内圧または駆動原動機３２（図１）の吸込み圧の形態の空気圧信号、或いは、作業機１の作動によって運動する部品、特に回転数に応じて遠心クラッチが噛合うときに運動する部品の機械的信号である。電気作動信号は特にソレノイドスイッチ１０８に直接接続されている発電機１０７（図１）からの電気エネルギーが存在することを示す信号である。特定の最小回転数に達すると、発電機１０７の電気エネルギーはソレノイドスイッチ１０８を操作するために十分であり、よって水流５を解放させるために十分である。

閉鎖弁１１の開弁位置と閉弁位置との中間位置は設定されていない。むしろ閉鎖弁１１は水流５を解放（供給）または中断させるためのオンオフ機能の目的で設けられている。

閉鎖弁１１の開弁位置で生じる水流５の量は制御弁６を用いて制御可能である。このため、制御弁６に作用する制御要素１８が設けられている。制御要素１８は、図示した実施形態では、矢印４３の方向へ回転可能であり、これにより制御弁６を任意の貫流位置へもたらすことができる。制御弁６の調整は特に閉鎖弁１１の閉弁位置で行なうことができ、この場合制御弁６は無圧である。閉鎖弁１１が開弁位置にあるときは、管３を貫流する水流５の体積流は制御弁６の位置によって設定される。この場合水流５は管３により噴射ノズル７７によって切断砥石２（図１）に供給される。

図示した実施形態では、制御要素１８とソレノイドスイッチ１０８とは別個に構成され、互いに独立の操作を可能にしている。ソレノイドスイッチ１０８と制御要素１８とは弁装置４に作用する調整装置１６の一部であり、両者とも他の調整要素１７（図１）とは独立に構成されている。

図３は図２の制御弁６の縦断面図である。制御弁６は、図示した実施形態の場合、筒状の弁座４８を備えた直線移動型ゲート弁１０としてと実施されている。直線移動型ゲート弁１０は弁箱４５を有し、弁箱４５の長手軸線に対し垂直に位置するように入口側ニップル４６が一体的に成形されている。長手方向の端面側には、出口側ニップル４７が弁箱４５にねじ込まれている。弁箱４７の内側には弁体７が配置され、弁体７は、互いに軸線方向に間隔を持って配置されている２つのパッキン５０により、半径方向外面が筒状の弁座４８に対し当接している。弁体７は、出口側ニップル４７とは反対側に、押込みピン５１を備えている。押込みピン５１は無負荷状態で弁箱４５から突出する。押込みピン５１により弁体７は圧縮ばね１０９の予付勢力に抗してその静止位置から調整距離ａだけ軸線方向に移動している。弁座４８には、屈曲した輪郭を備える弁穴４９を形成させるために半径方向に延びる凹部が出口側ニップル４７の方向に穿設されている。押込みピン５１を用いて弁体７を押し込むと、出口側ニップル４７側のパッキンリング５０は弁穴４９とオーバーラップする。この場合水流５は、入口側ニップル４６と両パッキンリング５０の間の中間空間とを通り、パッキンリング５０の半径方向外面を通過して弁穴４９と出口側ニップル４７とを貫流するように流れる。弁穴４９の、周方向および半径方向に屈曲している輪郭は、制御弁６の開口横断面積Ａが調整距離ａに依存して漸進的特性曲線に従って変化するように選定されている。

図４は図３の制御弁６の変形実施形態を示している。弁体７は圧縮ばね１０９により出口側ニップル４７の方向に予め付勢されており、引張りピン１１０を用いて圧縮ばね１０９の予付勢力に抗して図示した開弁位置へ引き出すことができる。弁穴４９の輪郭は適宜適合しており、この場合引張り荷重がなければ、弁体７は出口側ニップル４７に対し密接している。図示した配置構成の他の構成および符号は図３の制御弁６と一致している。

図３および図４の制御弁６の調整距離ａに依存した開口横断面積Ａの特性曲線の一例を図５のグラフに示す。これによれば、この漸進的特性曲線は少なくとも近似的に直線状に延びている、互いに漸進的に屈曲した２つの範囲部分８，９を含んでいる。第１の範囲部分８は比較的フラットに延び、閉弁状態を起点として開口横断面積Ａ_１までわずかに増大している。特性曲線の第２の範囲部分９は第１の範囲部分８に対し屈曲して接続し、その結果弁体７を調整距離ａ_２までさらに操作すると、範囲部分９はより急傾斜に延びているので、開口横断面積Ａは最大開口横断面積Ａ_２までより大きく上昇する。特性曲線が湾曲して漸進的に変化するように設定するのも合目的である。

図３および図４の実施形態の場合、弁体７は直線状に延びる調整経路ａに沿って案内されている。弁体７が回転可能または回動可能に案内されるような漸進的特性曲線（図５）が得られる実施形態を設定してもよい。

図３の実施形態の場合、弁体７の静止位置（図示位置）は、パッキンリング５０が弁穴４９の領域においてその全周にわたって弁座４８に密接し、その際水流５を完全に遮断するように選定されている。図示した直線移動型ゲート弁１０は、体積流を調整するための制御弁６としても、また水流５の遮断または供給を行なう閉鎖弁１１としても構成されている。侵入してくる堆積流をより多く或いはより少なく調整可能であるように調整経路または調整距離ａを設定した配置構成も合目的であり、この場合閉鎖機能は別個の閉鎖弁１１に委ねられる。

両パッキンリング５０と該パッキンリングの外面側を取り囲んでいる弁座４８とはほぼ均一な径を有している。入口側ニップル４６により供給側で水圧の負荷がかかると、両軸線方向において弁体７に作用する圧力は少なくとも近似的に互いに相殺される。したがって、押込みピン５１または引張りピン１０にもたらされる操作力は印加される水圧に実質的に依存しない。この場合弁体７は供給側の水圧に関し予圧に関係なく（予圧中立的に）静止位置（図示位置）から開口するように構成されている。弁体７の閉鎖はたとえば圧縮ばね１０９の補助なしに或いは補助のもとに引張り力或いは押込み力をもたらすことにより能動的に行なうことができる。水流が直線移動型ゲート弁１０は逆方向に貫流するような構成も合目的である。この場合に供給側で弁体７に印加される水圧は弁体７を閉鎖力で付勢し、この閉鎖力に抗して弁体７はその静止位置から開口し、この場合、圧力によって生じる閉鎖力は必要に応じて弁体７を自動的に閉鎖させる。

図６と図７は、作業機１（図１）の作動によって運動する部品によって電気作動信号を発生させるようにした実施形態の概略構成図である。

図６によれば、作動時に作業機１により空気流３６を発生させる構成が設けられる。図示した実施形態では、駆動原動機３２（図１）のファンホイール３５が設けられ、ファンホイール３５は示唆的に図示した羽根部８９とともに矢印９０の方向へ回転軸線８８のまわりを回転駆動可能である。回転運動の結果、駆動原動機３２を冷却するための空気流３６が発生する。風向計３７は空気流３６の作用を受ける。風向計３７はコイルばね９１の復帰モーメントに抗して回動可能に支持されており、よって風向計３７により示唆的に図示したオンオフスイッチ１９を操作可能である。オンオフスイッチ１９の操作は作業機１（図１）の作動に連動しており、或いは、作動によって運動する部品（ファンホイール３５）に連動している。これにより、特定の最小回転数に達したときに作業機１の作動信号が与えられる。この場合発電機１０７は電気エネルギーを生成させ、電気エネルギーはオンオフスイッチ１９によりソレノイドスイッチ１０８または電磁弁１２（図１）に供給される。

図示したファンホイール３５は駆動原動機３２（図１）のための電気点火装置の一部でもある。このためファンホイール３５はその周領域の一部に磁石１１１を担持しており、磁石１１１はケース固定の点火コイル１１２のそばを通過する。補助的な磁石１１１を複数個設けてもよい。磁石１１１が点火コイル１１２のそばを通過する際、そこに点火電圧が誘導される。点火電圧は選択的に電気作動信号としても使用してよい。適当な制御論理回路を用いて、点火電圧が発生したときにソレノイドスイッチ１０８または電磁弁１２（図２）を操作することができ、よって水流５が供給される。

図７の実施形態の場合、オンオフスイッチ１９は作業機１の作動時に回転する部品であって磁気クラッチ３３と連結されている前記部品に依存して操作可能である。磁気クラッチの代わりに渦流クラッチ、或いはこれに比較可能な装置を使用してもよい。作動時に回転する部品とは、たとえば、駆動原動機３２のクランク軸または切断砥石２（図１）の支持軸のような軸８３である。軸８３には磁石８４が設けられ、磁石８４は鉄製の板８５に対して間隔を持って回転可能に案内されている。鉄製の板８５はコイルばね８７の復帰モーメントに抗して回動可能に軸８６で支持されている。磁石８４の回転数が構造的に設定される回転数に達すると、鉄製の板８５に、示唆的に図示したオンオフスイッチ１９の操作に十分な適当な回動モーメントが伝えられる。作業機の作動によって生じるオンオフスイッチ１９の操作に依存して、ソレノイドスイッチ１０８または電磁弁１２（図２）が切断される。

図８は図１の作業機１の第１のグリップ２０の領域の斜視図である。調整要素１７は図示したストップレバー３９以外に、三角形を成すように互いに相対配置される３つの押しボタン１１３，１１４，１１５を有している。押しボタン１１３は図２の電磁弁１２を制御するためのもので、スイッチオンの状態でソレノイドスイッチ１０８が図２との関連で説明したように作用することができるように設けられている。押しボタン１１３を用いて図２のソレノイドスイッチ１０８をオフにさせることもでき、その結果電気作動信号が存在するにもかかわらず、電磁弁１２は開弁しない。この状態で図１の作業機１を用いてたとえば乾燥切断を実施することができる。他の２つの押しボタン１１４，１１５を用いると、たとえば図２、図３または図４に図示した制御弁６を、開弁状態で貫流する水量が増減するように制御することができる。

図９は図８の配置構成の他の実施形態を示すもので、これによれば、オンオフ機能を制御するための押しボタン１１３は流量を増減させるための両押しボタン１１４，１１５の間に配置されている。他の構成および符号は図８に図示した配置構成のそれと一致している。

図１０は、空気圧弁１０１として実施されている閉鎖弁１１の１実施形態の概観斜視図である。空気圧弁１０１は、制御ピストンを必要に応じて制御圧で付勢可能であるような構成で実施されていてよい。図示した実施形態では、空気圧弁１０１は、加圧カプセル１１６と図３の直線移動型ゲート弁１０とを有するダイヤフラム弁１０２として実施されている。加圧カプセル１１６は圧力接続ニップル１１７を備え、該圧力接続ニップル１１７を介して、内燃エンジンとして構成された駆動原動機３２（図１）のクランクケース内圧で加圧カプセル１１６を付勢可能である。この場合、内燃エンジン３２の回転状態で生じるクランクケース内圧は駆動原動機（図１）の空気圧作動信号である。空気圧作動信号が存在する場合、加圧カプセル１１６は、図１１との関連で詳細に説明したように、出口側ニップル４７を通る水流が解放されるように直線移動型ゲート弁１０に作用を及ぼす。

図１１は図１０の配置構成の断面図であり、これによれば、押込みピン５１が加圧カプセル１１６のなかへ突出するように図３の直線移動型ゲート弁１０が加圧カプセル１１６と螺合している。この場合押込みピン５１と出口側ニップル４７とは圧力接続ニップル１１７に対し軸線平行に位置し、或いは、加圧カプセル１１６のダイヤフラム１４に対し垂直に位置している。

加圧カプセル１１６はその内部をダイヤフラム１４により２つの空間部分に分割されており、この場合第１の空間部分は圧力接続ニップル１１７に付設され、第２の空間部分は押込みピン５１に付設されている。ダイヤフラム１４は押圧板６８を担持しており、押圧板６８は加圧カプセル１１６の内部において回動軸線１１８のまわりに回動可能に支持されているレバー６６に対し作用する。この場合レバー６６はその自由端が押圧板６８に当接し、回動軸線１１８に関して短いほうのレバー領域が押込みピン５１に当接している。加圧により生じるダイヤフラム１４の変位と押込みピン５１の変位との間に発生するレバーのメカニカルアドバンテージ（機械的倍率）により、ダイヤフラム１４の大きな圧力被作用面は押込みピン５１の大きな調整力になる。

ダイヤフラム１４においては圧力差が比較的小さいので、押込みピン５１には大きな調整力を発生させることができる。

図１２は図１１の配置構成の変形実施形態の部分断面斜視図である。この変形実施形態では、直線移動型ゲート弁１０はダイヤフラム１４の面に対しほぼ平行に位置するように配置されている。この場合、回動軸線１１８のまわりに回動可能なレバー６６は屈曲して形成され、ダイヤフラム１４の面に対し垂直な脚部が押込みピン５１に作用する。加圧カプセル１１６はレバー６６側または直線移動型ゲート弁１０側で開口しており、大気圧で付勢されている。クランクケース内圧が印加されると、クランクケース内圧は反対側の圧力接続ニップル１１７側に作用する。

図１３は図１２の配置構成の変形実施形態で、これによれば、押圧板６８またはダイヤフラム１４の中央部に、ダイヤフラム１４の面に対し垂直に或いは圧力接続ニップル１１７に対し軸線平行に配置される押し棒６７が設けられている。押し棒６７はその軸線方向においてガイドスリーブ１３２により案内されており、その自由端に傾斜面１０３を有している。傾斜面１０３はフラットに配置されている直線移動型ゲート弁１０の、予め弾性付勢されている押込みピン５１と接触している。空気圧作動信号により押し棒６７が軸線方向に変位すると、傾斜面１０３は押込みピン５１において摺動運動を実施し、これにより押込みピン５１が押込まれて水流が直線移動型ゲート弁１０により供給される。

閉鎖弁１１の他の変形実施形態を図１４に示す。この閉鎖弁は機械的に操作可能な弁１０４として実施されている。機械的に操作可能な弁１０４は、周方向に配分して複数個の噴射ノズル７７を有している切断砥石２のハブ１０６に配置されている。

機械的に操作可能な弁１０４を操作するための作動信号としては、作業機１（図１）の作動により運動する部品の遠心力の形態の機械的信号を利用する。図示した実施形態の場合、作業機１の作動により運動する部品とは切断砥石２である。作業機１の作動により切断砥石２がその回転軸線１１９のまわりに回転すると、機械的に操作可能な弁１０４が開き、噴射ノズル７７を通じて水流を供給する。噴射された水は切断砥石２の表面に沿って、矢印１２０で示唆した半径方向へ流れる。

図１４の遠心力弁１０５の形態の機械的に操作可能な弁１０４の異なる実施形態を、図１５と図１６に示す。

図１５の実施形態では、遠心力弁１０５はハブ１０６に一体に設けられている。ハブ１０６はハブケーシング１２１を有し、ハブケーシング１２１内には、回転軸線１１９に対し同軸に接続ニップル１２２が配置されている。作業機に固定されるハブケーシング１２１内には、２つの玉軸受１２５を用いて弁本体１２３が回転可能に支持されている。弁本体１２３は切断砥石２（図１４）とともに回転する。弁本体１２３は周回するように延びているパッキンリング１２４によりハブケーシング１２１の内面に対し密封されている。弁本体１２３の中央領域には、屈曲した供給穴１２７が延在し、供給穴１２７はテーパ状に形成された密封シート部１３０に開口している。テーパ状の密封シート部１３０に対しては、圧縮ばね１２９によりボール１２８が半径方向において外側から内側へ押圧されている。その際、半径方向において回転軸線１１９の外側に配置されているボール１２８は遠心体として作用する。すなわち遠心対としてのボール１２８は、所定の回転数よりも上の回転数では、圧縮ばね１２９の予付勢力に抗して半径方向外側へ変位して密封シート部１３０から離間する。この場合、供給穴１２７と排出穴１２６とは流動を誘導するように連通する。水は接続ニップル１２２と供給穴１２７と排出穴１２６とを通って図１４の噴射ノズル７７に達する。パッキンリング１２４は水流が玉軸受１２５の領域を通って流出するのを阻止する。

図１６の実施形態の場合には、ボール１２８は半径方向において回転軸線１１９に対し偏心して位置しており、スリーブ１３１で保持されている。スリーブ１３１の内径はボール１２８の外径よりも大きく、これによりボール１２８は半径方向においても軸線方向においても可動である。圧縮ばね１２９は軸線方向に配置され、その予付勢力でボール１２８を軸線方向に、対応的に指向しているテーパ状の密封シート部１３０に対し押圧させる。密封シート部１３０には排出穴１２６が開口している。所定の境界回転数よりも上の回転数では、軸線方向に予め付勢されているボール１２８はテーパ状の密封シート部１３０上を転動または摺動することにより半径方向へ待避することができる。密封シート部１３０がテーパ状の形状であることにより、ボール１２８は半径方向の変位と軸線方向の変位とを組み合わせた変位を蒙り、この変位に対し圧縮ばね１２９の予付勢力が反作用する。ボール１２８が変位した状態では、排出穴１２６は開放されており、よって水が流れる。図示した配置構成の他の構成および符号は図１５のそれと一致している。

図１７は電磁弁１２と制御装置１３３とを備えた研削切断機の形態の作業機１の他の実施形態の概観斜視図である。

作業機１のケーシング内には、詳細に図示していないが、内燃エンジンの形態の駆動原動機３２が保持されている。駆動原動機３２は研削切断機２のほかに発電機１０７をも駆動させる。図には発電機１０７のうち発電機ホイール１３４が図示されている。発電機ホイール１３４は駆動原動機３２のクランク軸によって回転せしめられ、作動電圧を誘導させる。図示した実施形態では、発電機ホイール１３４は、駆動原動機３２のクランク駆動部と遠心クラッチ（図示せず）との間に位置するように駆動原動機３２のクランク軸（図示せず）上に直接配置されている。

作業機１のケーシング内には制御装置１３３が配置されている。制御装置１３３は駆動原動機３２の作動時に発電機１０７から作動電圧の供給を受ける。図１７で制御装置１３３’として図示したように、制御装置１３３を電磁弁１２のなかに一体に設けるのも合目的である。制御装置１３３は作業機１の作動信号を含んでおり、この作動信号に応じて電磁弁１２を制御し、作動信号が存在する場合には水流５が弁５を通じて供給され、作動信号が存在しない場合には遮断されるようになっている。作業機１の作動信号としては、たとえば、発電機１０７の作動電圧を選定することができる。図示した実施形態では、制御装置１３３は、駆動原動機３２の点火装置（図示せず）を介して、図１８を用いて説明した駆動原動機３２の回転数ｎを作動信号として検知する。

図面には、作業機１のケーシングに配置されている調整要素１７の位置を示すために、後部グリップ２０は一部分しか図示していない。調整要素１７は全部で３つの押しボタン１１３，１１４，１１５を有し、制御装置１３３と接続されている。制御装置１３３は制御・記憶手段を含んでいる。電磁弁１２用のこの制御手段は電磁弁１２のパルス幅の制御を行なう。この場合、電磁弁１２は短いパルスで開閉せしめられる。選定したパルス幅に応じて、調整可能な平均開弁時間が得られ、したがって水流５を予め選定可能な体積流として調整することができる。押しボタン１１４を操作することにより電磁弁１２の開弁パルス時間を延長し、よって体積流を増大させる。押しボタン１１５を操作することにより逆方向へ変化させる。押しボタン１１３を用いると、作動信号に依存する水流供給と水流供給の継続的な遮断との間で切換えを行なうことができる。押しボタン１１３，１１，１１５を用いて選定した設定状態は制御装置１３３に一体に設けられたメモリにファイルされる。作業機１を新たに始動させる際、制御装置１３３のパルス幅制御は前回に選定した作動状態に設定される。

押しボタン１１４，１１５により、作動中に、或いは、研削切断機２が回転しているときに、水流の体積流を調整することができる。乾燥切断を実施するために、押しボタン１１３を操作することにより給水を遮断することもできる。引き続き押しボタン１１４，１１５のうちの一方の押しボタンを操作した後、水流が再び供給される。

駆動原動機３２のアイドリング時に押しボタン１１４または１１５を操作することも可能である。これにより短時間電磁弁１２を開弁させ、或いは水流５を供給し、たとえばほぼ８分後に再び遮断させる。これにより研削切断機２が静止しているときの、或いは、作動信号が存在していないときのアイドリング時の体積流の調整およびコントロールが可能になる。たとえばバッテリーまたはアキュムレータにより制御装置１３３に電圧を供給すれば、このような予調整またはコントロールは駆動原動機３２が停止しているときにも行なうことができる。

研削切断機２は部分的にフード１３５により覆われている。フード１３５は両側にそれぞれ噴射ノズル７７を備え、噴射ノズル７７は管３により電磁弁１２と連通している。特にパルス幅を制御して電磁弁１２を開弁させた後、水流５が供給され、その量が調整され、噴射ノズル７７に誘導されて、噴射ノズル７７から水流５は研削切断機２の両側へ噴射される。

流量を調整するための上記パルス幅修正を図１８にグラフで示す。このグラフは２つの切換状態「オン」および「オフ」と時間ｔとの関係を示すものである。両切換状態において電磁弁１２（図１７）は完全に開弁または閉弁している。中間状態は設定されておらず、切換過程の間に短時間生じるにすぎない。予め水流を全開に調整すると（１００％）、電磁弁１２（図１７）は継続的に「オン」の位置にあり、他方水流を減少させるように調整すると（たとえば５０％または１０％）、電磁弁１２は両切換え状態「オン」および「オフ」の間で交互に切換えられる。切換え周波数はたとえば１０Ｈｚであり、水流の量が異なっていてもこの周波数に維持される。水流の調整は１つの切換えサイクル全体のうちで切換え状態「オン」が占める時間的なパーセンテージで行なう。このパーセンテージは図示の例では５０％または１０％である。水流の供給を中断すると、このパーセンテージは０％であり、すなわち電磁弁１２（図１７）は継続的に閉弁されている。

図１９は図１７の制御装置１３３の回転数に依存したオンオフ変化をグラフで示したもので、両切換え状態「オン」および「オフ」と回転数ｎとの関係を示したものである。駆動原動機３２（図１７）が停止している場合、すなわち回転数がｎ＝０またはアイドリング回転数ｎ_Ｌの場合、電磁弁１２は閉じており、すなわち「オフ」の位置にある。回転数ｎは、特に、駆動原動機３２の点火装置を介して作業機１の作動信号として検出され、評価される。予め決定された境界回転数ｎ_Ｇ（たとえば４０００回転／分）に達すると、電磁弁１２は「オン」に切換わる。回転数ｎがさらに上昇しても、電磁弁１２はこの位置にとどまる。

制御装置１３３にプログラミングされている切換え論理は１つのヒステリシスを設定しており、これによれば、境界回転数ｎ_Ｇよりも低いオフ回転数ｎ_Ａが予め設定されている。回転数ｎが境界回転数ｎ_Ｇ以下に低下すると、電磁弁１２は当初「オン」の位置にとどまっているが、より低いオフ回転数ｎ_Ａ以下ではじめて閉弁する。

切断過程を開始するにあたって、すでに回転している切断砥石２の回転数（境界回転数ｎ_Ｇ）よりもわずかに低い回転数を選定することができる。この回転数で乾燥切断を行なうことができ、或いは、水流に邪魔されずに切断位置への接近過程を行なうことができる。作業機の方向を微調整した後、或いは、乾燥切断を行なった後、回転数ｎを境界回転数ｎ_Ｇ以上に上昇させ、これにより水流５（図７）を供給させる。負荷によって回転数ｎは境界回転数ｎ_Ｇの前後の範囲にあるが、境界回転数ｎ_Ｇよりもわずかに低い回転数に短時間低下しても、すぐに水流５は遮断されない。水流の遮断は回転数ｎがオフ回転数ｎ_Ａ以下に低下してはじめて行なわれる。

給水装置を備えた、作業機の１例としての研削切断機の概観斜視図である。 図１の給水装置の１実施形態の概観図である。 直線移動型ゲート弁として実施された圧力操作型制御弁の縦断面図である。 引張り構成の、図３の制御弁の変形実施形態を示す図である。 図３および図４の制御弁の漸進的特性曲線を示すグラフである。 点火装置と、オンオフスイッチを操作するために空気流で付勢される風向計とを併せて示した、ファンホイールの概略図である。 オンオフスイッチの一部としての磁気クラッチの概略図である。 図２の弁装置を操作するための押しボタンを側部に備えた、図１の作業機のグリップ装置の斜視図である。 押しボタンを直列に配置した、図８の配置構成の変形実施形態である。 加圧カプセルを備えたダイヤフラム弁の斜視図である。 図１０の配置構成の断面図である。 閉鎖弁に作用するようにテーパ状に傾斜した押し棒を備えるダイヤフラム弁の１実施形態の部分断面概観図である。 ダイヤフラムと閉鎖弁との間にレバーを備えた、図１２の配置構成の変形実施形態を示す図である。 切断砥石のハブに設けられる遠心力弁の部分断面基本構成図である。 半径方向に予め付勢されている弁体を備えた、図１４の遠心力弁の１実施形態の断面図である。 軸線方向に予め付勢されている弁体を備えた、図１５の配置構成の変形実施形態を示す図である。 電磁弁と回転数に依存して操作される制御装置とを備えた研削切断機の概観斜視図である。 パルス幅を変調させて水量調節する図１７の制御装置の切換え制御図の１例である。 オンオフ切換え時に切換えヒステリシスを備える図１７の制御装置の切換え制御図の１例である。

符号の説明

１ 作業機
２ 切断砥石
３ 管
４ 弁装置
５ 水流
６ 制御弁
１０ 直線移動型ゲート弁
１１ 閉鎖弁
１２ 電磁弁
１５ 給水装置
１９ オンオフスイッチ
３２ 駆動原動機
１０１ 空気圧弁
１０２ ダイヤフラム弁
１０４ 機械的に操作可能な弁
１０７ 発電機
１３３ 制御装置

Claims (20)

1. 水を案内する管（３）と、管（３）内に配置される弁装置（４）とを備え、弁装置（４）が管（３）を流れる水流（５）を制御するための閉鎖弁（１１）を有している、手で操縦される作業機（１）の工具（２）に水を供給するための給水装置において、
   作業機（１）の作動時に水流（５）が供給されるように、作業機（１）の作動信号に応じて閉鎖弁（１１）の操作が設定されていることを特徴とする装置。
2. 作動信号がない場合に水流（５）が遮断されるように、作業機（１）の作動信号に応じて閉鎖弁（１１）の操作が設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 閉鎖弁（１１）が水流（５）の流量を調整するための制御弁（６）により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 閉鎖弁（１１）が電磁弁（１２）であり、作動信号として作業機（１）の電気信号が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 電磁弁（１２）のために、パルス幅制御型制御装置（１３３）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 制御装置（１３３）がパルス幅制御の選定調整値を記憶するメモリを有していることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 電磁弁（１２）に電圧を供給するために発電機（１０７）が設けられ、発電機（１０７）の供給電圧が電磁弁（１２）を操作するための作動信号であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
8. 内燃エンジンとして構成された駆動原動機（３２）の点火電圧が電磁弁（１２）を操作するための作動信号であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
9. 作業機（１）の作動により運動する部品によって操作するための電気作動信号用のオンオフスイッチ（１９）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
10. 閉鎖弁（１１）が空気圧弁（１０１）であり、作動信号として作業機（１）の空気圧信号が設けられ、空気圧作動信号として、内燃エンジンとして構成された駆動原動機（３２）のクランクケース内圧が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
11. 空気圧弁（１０１）がダイヤフラム弁（１０２）であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 閉鎖弁（１１）が機械的な弁であり、作動信号として、作業機（１）の作動により運動する部品の機械的信号が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
13. 機械的な弁が遠心力弁（１０５）であり、機械的作動信号が作業機（１）の作動により運動する部品の遠心力であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 作業機が研削切断機（１）であり、工具が研削切断機（１）の切断砥石（２）であり、遠心力弁（１０５）が研削切断機の切断砥石（２）のハブ（１０６）に配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. ハブ（１０６）の領域に遠心力弁（１０５）の噴射ノズル（７７）が設けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 制御弁（６）が調整距離（ａ）にわたって位置調整可能な弁体（７）を有し、制御弁（６）の開口横断面積（Ａ）が調整距離（ａ）に依存して漸進的特性曲線に従って変化することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
17. 漸進的特性曲線が少なくとも近似的に直線的に延びる２つの範囲部分（８，９）であって互いに漸進的に屈曲した前記範囲部分（８，９）を含んでいることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. 制御弁（６）が、調整経路（ａ）が直線的に延びる直線移動型ゲート弁（１０）として構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
19. 弁体（７）が供給側の水圧に関し予圧に関係なく静止位置から開口するように制御弁（６）が構成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
20. 弁装置（４）内に閉鎖弁（１１）が制御弁（６）とともに流動を誘導するように直列に接続され、制御弁（６）が手動で調整可能であることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一つに記載の装置。

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