WO2020064530A1 - Verfahren zur sicheren ablaufsteuerung einer handkreissäge - Google Patents

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WO2020064530A1
WO2020064530A1 PCT/EP2019/075289 EP2019075289W WO2020064530A1 WO 2020064530 A1 WO2020064530 A1 WO 2020064530A1 EP 2019075289 W EP2019075289 W EP 2019075289W WO 2020064530 A1 WO2020064530 A1 WO 2020064530A1
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WO
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circular saw
hand
saw
held
held circular
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Application number
PCT/EP2019/075289
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English (en)
French (fr)
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Juergen Wiker
Daniel Dennis
Florian Esenwein
Dhananjay Raghunath Zinge
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00—Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D47/12—Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of drives for circular saw blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • 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
    • B27B9/00—Portable power-driven circular saws for manual operation

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for secure
  • a particularly reliable method is to be made available in order to prevent a brake of a hand-held circular saw from being triggered when it is switched on, while standing or when the saw blade is rotating very slowly in the event that human skin comes into contact with the saw blade.
  • the portable circular saw is put into operation in a first method step.
  • the circular saw goes into working mode.
  • braking is initiated in a further process step.
  • Figure 1 a hand tool according to the invention in
  • Figure 2 a first flow chart of an inventive
  • Figure 3 a second flow chart of an inventive
  • Figure 4 a third flow chart of an inventive
  • Figure 5 a fourth flow chart of an inventive
  • Figure 1 shows a hand tool 10, which is designed as a hand-held circular saw.
  • the circular saw 10 comprises a first housing 12, which as
  • the circular saw 10 has a handle 11 and a base plate 13 for guiding the
  • the hand-held circular saw 10 can be designed as a mains-operated or as a battery-operated hand tool.
  • the main switch 15 turns the circular saw 10 on and off.
  • the motor housing 12 receives an electric motor drive 16.
  • the electric motor drive 16 is a DC motor in the exemplary embodiment. However, it may also be the case that the electromotive drive 16 is designed as a BLDC motor.
  • the electric motor drive 16 drives a machining tool 22 on a motor shaft 18 and a machining shaft 20
  • the machining tool 22 is designed as a saw blade, in particular as a circular saw blade.
  • a saw blade cover 24 protects against touching the saw blade 22 and against workpiece chips of a workpiece ejected by the saw blade 22 and the storage surface against contact with the circular saw blade.
  • a first gearwheel 25 is arranged on the motor shaft 18 and meshes with a second gearwheel 26 seated on the machining shaft 20.
  • the second gear 26 has the function of a safety clutch.
  • the first gear 25 and the safety clutch 26 form a first gear stage.
  • the safety clutch 26 protects the electromotive drive 16 and a safety brake device 30 from damage which can be caused by the machining tool being blocked.
  • Safety clutch 26 separates in the event of an overload, i.e. when a limit of the transmitted torque is exceeded, the motor shaft 18 from the machining shaft 20.
  • the limit of the torque is approximately 10 Nm.
  • a safety brake device 30 is provided for braking the saw blade 18.
  • the safety brake device 30 has a first brake element 36, a second brake element 38 and a trigger unit 32 for triggering the brake unit 30.
  • a retaining element 34 is provided for that
  • the first brake element 36 is designed as a coupling element which is connected to the machining shaft 20 in a rotationally fixed manner.
  • the coupling element 36 has first Teeth 40, which are spaced apart. There are first recesses 42 between the teeth 40.
  • the second brake element 38 is designed as a spacer element and is fixedly connected to the second housing 14 of the circular saw 10.
  • Spacer element 38 has second teeth 44 which are arranged at a distance from one another. There are second recesses 46 between the teeth 44.
  • the first brake element 36 and the second brake element 38 are arranged relative to one another such that when the two brake elements 36, 38 come into contact, that is to say when the hand-held circular saw 10 is braking, the first teeth 40 of the first brake element 36 engage in the second recesses 46 of the second brake element 38 and the second teeth 44 of the second
  • Brake elements 38 engage in the first recesses 42 of the first brake element 36.
  • the first brake element 36 arranged on the machining shaft 20 continues to rotate and the second brake element 38 is secured against rotation and / or displacement in order to enable braking.
  • the energy is reduced, among other things, via damping elements 48. In the event of braking, the permissible to be transmitted
  • Torque exceeded and the safety clutch 26 separates the motor shaft 18 from the machining shaft 20, so that the motor shaft 18 and the electric motor drive 16 continue to rotate, while the machining shaft 20 is braked to a standstill with the machining tool 22.
  • the trigger unit 32 is designed as a spring and is arranged on the machining shaft 20 between the overload clutch 26 and the brake unit 30.
  • the spring 32 is in operation of the circular saw 10, i.e. preloaded in the unbraked state.
  • the spring force here is 200 to 600 N, in particular, however, 400 N.
  • the spring 32 is the procedure to be followed during the braking process
  • a release element 50 is provided to operate the
  • the release element 50 has two prongs 52.
  • the tines 52 rest on a contact surface 53 during operation of the hand-held circular saw 10, ie in the unbraked state.
  • the contact surface 53 is arranged on the machining shaft 20 between the spring 32 and the coupling element 36.
  • Contact surface 53 can be made of plastic, ceramic or another, the
  • the contact surface 53 is rotationally decoupled with respect to the machining shaft 20 or sliding friction takes place.
  • the tines 52 of the lever element 50 press against the contact surface, so that the position of the contact surface holds the spring 32 against the overload clutch 26 and thus in a pretensioned state.
  • the retention element 34 holds during operation of the circular saw 10, i.e. in the unbraked state, the lever-shaped element 50 is pressed against the contact surface 53.
  • the retaining element 34 has a detent-shaped element 54 which engages in a recess 56 in the lever element 50.
  • the recess 56 of the lever element 50 is located on the end of the lever element 50 opposite the tines 52.
  • the lever element 50 abuts the retaining element 34 with the end opposite the tines, and thus presses against the contact surface 53 with the tines 52.
  • Two SMA cables are designed as an actuator unit 60.
  • the SMA cables 60 run here in a recess 62 of the retaining element 34.
  • the recess 62 of the retaining element 34 is located on that
  • detent-shaped element 54 opposite side.
  • actuator element 60 can also be designed as actuator element 60.
  • the energy store 90 has one or more capacitors.
  • Retention element 34 in 1 ms around 40 to 120 K, especially around 60 to 80 K, at room temperature.
  • the SMA cables 60 contract in the R direction and move the retaining element 34 on the side opposite the latching nose-shaped element 54 in the R direction and on the, latching nose-shaped side Element 54, facing side in direction S.
  • the retaining element 34 releases the lever element 50, so that the lever element 50 can also move in the direction S.
  • the tines 52 of the lever-shaped element 50 are no longer pressed against the contact surface 53 and thus release the spring 32.
  • the spring 32 changes from the prestressed state to the relaxed state and the first brake element 36 is pushed into the second brake element 38 with the spring force.
  • the first teeth 40 of the first brake element 36 engage in the second recesses 46 of the second brake element 38 and the second teeth 44 of the second brake element 38 in the first recesses 42 of the first brake element 36.
  • Brake element 38 then interlock positively.
  • a touch of a human body part, such as a finger, with the saw blade 22 is detected.
  • a sensor plate 66 is arranged at a distance from the saw blade 22 in addition to the saw blade 22.
  • the sensor plate 66 is provided to detect contact of human skin with the saw blade 22.
  • the sensor plate 66 is at a distance from the saw blade of 1 to 10 mm, in particular of 1.5 to 3 mm, but preferably of 2 mm.
  • the sensor plate 66 is electrically insulated from the second housing 14.
  • Sensor plate 66 is electrically connected to electronics 68.
  • the electronics 68 are arranged in the motor housing 14 near the electromotive drive 16.
  • the saw blade 22 and the machining shaft 20 are electrically insulated from the circular saw.
  • FIG. 2 shows a flow chart for a method for controlling and / or regulating a hand-held circular saw 10.
  • a first method step 100 the hand-held circular saw 10 is put into operation. Commissioning takes place in the period between supplying the hand-held saw with energy until it is ready for use.
  • This procedure describes the sequence between actuation of the main switch 15 of the hand-held circular saw 10 until the main switch 15 of the hand-held circular saw 10 is released or switched off in the event that the hand-held circular saw is ready for use.
  • a query is made as to whether the main switch 15 of the portable circular saw 10 has been switched off and the working mode has taken place without interference or whether human tissue is approaching or touching the
  • the hand-held circular saw 10 is shut down in step 120.
  • the sequence between letting go / switching off the main switch 15 of the hand-held circular saw 10 up to a safe state of the hand-held circular saw 10 for a user is to be understood.
  • the circular saw in 140 goes to sleep. In 145 it is queried whether the power supply of the circular saw 10 has been switched on. If the power supply to the hand-held circular saw 10 was switched on, the hand-held circular saw 10 in 100 is put into operation again. If the power supply to the hand-held circular saw 10 was not switched on, the hand-held circular saw 10 in 140 remains in the idle state.
  • braking of the hand-held circular saw 10 is initiated in 130.
  • the sequence is recognized when a skin contact with the saw blade is detected until the saw blade of the hand-held circular saw 10 is at a standstill 135, and the system asks whether the hand-held circular saw 10 has been braked safely. If the hand-held circular saw 10 has been braked safely, a reset is initiated in step 150. Reset means the process after triggering the
  • FIG. 3 shows the procedure for starting up the hand-held circular saw 10.
  • a first method step 200 the hand-held circular saw 10 is attached to a first method step 200.
  • Circular saw 10 the energy supply is a rechargeable battery.
  • 205 it is queried whether the circular saw 10 is moved / carried. If the circular saw is moved while the power supply is connected, it means that the circular saw will soon be used. Then the capacitor or capacitors necessary for heating the SMA cable, which are integrated in the energy store 90, are charged in 210.
  • a self-test takes place in 215. A check is carried out here to determine whether the capacitors are charged and whether touch detection electronics are ready to detect the approach or contact of human skin with the saw blade 18.
  • the touch detection electronics are preferably integrated in the electronics 68. However, the touch detection electronics can also be designed separately. If an error occurs, the system is shut down again in 230 and the error (s) is diagnosed.
  • the user interface can send the information optically, acoustically and / or haptically to the user
  • test mode is run in 240. It is determined whether the sensor plate 66 would recognize an approach or contact of a human tissue part with the saw blade. Materials such as wet wood or the like are taken into account.
  • the test mode is optional.
  • a feedback is given to a user via the user interface.
  • the touch detection electronics can be bridged using an override button.
  • the override button is integrated in the user interface.
  • the override buton is activated for a period of 3 to 5 seconds.
  • the circular saw 10 is ready for use again in 250.
  • the method described in Figure 3 is carried out after each switching operation of the main switch. Furthermore, the method is carried out when the circular saw is disconnected from the mains or the battery and the
  • the override buton is time-controlled, ie the butone is activated for a certain time, the method described in FIG. 3 is carried out as soon as the butone is deactivated again. If the hand-held circular saw 10 is ready for use, the method described in FIG. 3 is carried out.
  • FIG. 4 shows the method in the working mode of the hand-held circular saw 10. This method takes place after the hand-held circular saw 10 has been started up.
  • the hand-held circular saw 10 If a user of the hand-held circular saw 10 has not actuated the main switch 15, the hand-held circular saw remains in state 300. If a user of the hand-held circular saw 10 has actuated the main switch 15 and the saw blade is not in contact with human tissue, the electromotive drive 16 begins to rotate in 310 and drives the saw blade 18. If a user of the circular saw 10 has his finger on the saw blade at the moment of switching on, the electric motor drive 16 does not start to rotate and the circular saw 10 does not start. In method step 320, the user of the hand-held circular saw 10 is shown via the user interface that the electric motor drive does not start because the saw blade is touching human tissue. In 325, a query is sent to the user of the hand-held circular saw 10 as to whether the contact with the saw blade has ended and the
  • the touch-detection electronics monitor during operation of the hand-held circular saw 10 whether human tissue is approaching or touching the saw blade 18. If it is determined in 335 that human tissue is approaching or touching the saw blade 18, the safety braking is initiated in step 400. This process is described in FIG. 5. In addition, it is queried in 335 whether the user of the hand-held circular saw 10 has actuated the main switch to switch off the electromotive drive 16. If the user of the circular saw 10 has not actuated the main switch to switch off the electric motor drive 16, the circular saw 10 continues to run. If the user of the portable circular saw 10 has actuated the main switch to switch off the electric motor drive 16, the electric motor drive is properly braked in 340. The engine is braked by a comfort brake. This can be done electrically via an electrical circuit and mechanically via friction.
  • step 500 the energy from the
  • Capacitors that have built up during the commissioning process are dismantled. The energy dissipation takes place via resistors connected in parallel to the capacitors. The resistors can be permanently switched on or switched on. A query is made in 505 as to whether the circular saw 10
  • FIG. 5 shows the method of safety braking of the hand-held circular saw 10.
  • an actuator is energized in step 400.
  • the actuator is an SMA cable. If a current of 400A flows through the SMA cable 60, this heats up
  • Retention element 34 in 410 in 1 ms around 40 to 120 K, especially around 60 to 80 K, at room temperature.
  • the SMA cables 60 in 420 contract and move the retaining element 34 in 430 such that the retaining element 34 in 440 releases the release element 50.
  • the release member 50 releases the spring 32.
  • the spring 32 changes in 460 from the pretensioned state to the relaxed state and the first brake element 36 is pushed into the second brake element 38 with the spring force.
  • the first teeth 40 of the first brake element 36 engage in the second recesses 46 of the second brake element 38 and the second teeth 44 of the second brake element 38 in the first recesses 42 of the first brake element 36.
  • Brake element 38 then interlock positively.
  • the braking energy is reduced via the damping elements 48.
  • the safety clutch 26 separates the motor shaft 18 from the
  • the electric motor drive motor is switched off at 480 and is braked via the comfort brake.
  • a user of the circular saw 10 is shown via the user interface that a safety brake has occurred.
  • the information that an emergency braking has occurred can be provided by an external unit such as a smartphone
  • Company headquarters or the like can be sent.
  • step 600 a query is made as to whether the safety braking has been successfully completed, and the safety braking has ended successfully, starts in step 600
  • Resetting the safety brake device 30 The first brake element and the second brake element, which are positively connected to one another, are released, the release unit, which is designed as a spring, is tensioned and the release device is fixed. These steps are preferably carried out mechanically using a wrench. But it can also be that a User operates a control element or presses a reset button. A query is made in 605 as to whether the provision was successful. If the reset was successful, the circular saw goes into standby mode in 510. The user interface indicates whether the reset was successful.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren Ablaufsteuerung einer Handkreissäge.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN ZUR SICHEREN ABLAUFSTEUERUNG EINER HANDKREISSÄGE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur sicheren
Ablaufsteuerung einer Handwerkzeugmaschine.
Stand der Technik
Offenbarung der Erfindung
Es soll eine besonders zuverlässige Methode zur Verfügung gestellt werden, um eine Auslösung einer Bremse einer Handkreissäge im Einschaltmoment, im Stehenden oder bei einem sehr langsam drehenden Sägeblatt zu unterbinden für den Fall, dass menschliche Haut mit dem Sägeblatt in Berührung kommt.
Ebenfalls soll hierdurch sichergestellt werden, dass sich die Handkreissäge nicht einschalten lässt, sollte es bei Stillstand oder im Einschaltmoment oder bei sehr langsam drehenden Sägeblatt zu einem Hautkontakt mit dem Sägeblatt kommen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur sicheren Ablaufsteuerung einer Handkreissäge wird in einem ersten Verfahrensschritt die Handkreissäge in Betrieb genommen. In einem zweiten Verfahrensschritt geht die Handkreissäge in den Arbeitsmodus. Bei einer Berührung mit menschlicher Haut wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Bremsung eingeleitet. Somit kann vortielhaft die Sicherheit einer Handkreissäge erhöäht werden. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1: eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in
schematischer Darstellung,
Figur 2: ein erstes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Figur 3: ein zweites Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Figur 4: ein drittes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Figur 5: ein viertes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Beschreibung
Für die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen vorkommenden gleichen Bauteile werden dieselben Bezugszahlen verwendet.
Figur 1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 10, die als Handkreissäge ausgebildet ist.
Die Handkreissäge 10 umfasst ein erstes Gehäuse 12, welches als
Motorgehäuse ausgebildet ist und ein zweites Gehäuse 14. Die Handkreissäge 10 weist einen Handgriff 11 und eine Grundplatte 13 zur Führung der
Handkreissäge 10 auf. Die Handkreissäge 10 kann als netzbetriebene oder als batteriebetriebene Handwerkzeugmaschine ausgebildet sein. Mit einem
Hauptschalter 15 wird die Handkreissäge 10 ein- bzw. ausgeschaltet.
Das Motorgehäuse 12 nimmt einen elektromotorischen Antrieb 16 auf. Der elektromotorische Antrieb 16 ist im Ausführungsbeispiel ein DC Motor. Es kann aber auch sein, dass der elektromotorische Antrieb 16 als BLDC Motor ausgebildet ist. Der elektromotorischen Antrieb 16 treibt über eine Motorwelle 18 und eine Bearbeitungswelle 20 ein Bearbeitungswerkzeug 22 bei einem
Arbeitsvorgang drehend an. Das Bearbeitungswerkzeug 22 ist als Sägeblatt, insbesondere als Kreissägeblatt ausgebildet. Eine Sägeblattabdeckung 24 schützt vor einer Berührung des Sägeblatts 22 und vor durch das Sägeblatt 22 ausgeschleuderten Werkstückspänen eines Werkstücks und die Ablagefläche vor Berührung mit dem Kreissägeblatt.
Auf der Motorwelle 18 ist ein erstes Zahnrad 25 angeordnet, das mit einem auf der Bearbeitungswelle 20 sitzenden zweiten Zahnrad 26 kämmt. Das zweite Zahnrad 26 hat die Aufgabe einer Sicherheitskupplung. Das erste Zahnrad 25 und die Sicherheitskupplung 26 bilden eine erste Getriebestufe.
Die Sicherheitskupplung 26 schützt den elektromotorischen Antrieb 16 und eine Sicherheitsbremsvorrichtung 30 vor einem Schaden, der durch ein Blockieren des Bearbeitungswerkzeugs hervorgerufen werden kann. Die
Sicherheitskupplung 26 trennt bei Überlast, d.h. bei Überschreiten einer Grenze des übertragenen Drehmoments die Motorwelle 18 von der Bearbeitungswelle 20. Die Grenze des Drehmoments beträgt hierbei etwa 10 Nm.
Eine Sicherheitsbremsvorrichtung 30 ist zum Bremsen des Sägeblatts 18 vorgesehen. Die Sicherheitsbremsvorrichtung 30 weist ein erstes Bremselement 36, ein zweites Bremselement 38 und eine Auslöseeinheit 32 zum Auslösen der Bremseinheit 30 auf. Ein Rückhalteelement 34 ist dazu vorgesehen, die
Auslöseeinheit 32 freizugeben.
Das erstes Bremselement 36 ist als ein Koppelelement ausgebildet, das drehfest mit der Bearbeitungswelle 20 verbunden ist. Das Koppelelement 36 weist erste Zähne 40 auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Zwischen den Zähnen 40 befinden sich erste Ausnehmungen 42.
Das zweite Bremselement 38 ist als Abstandselement ausgebildet und ist mit dem zweiten Gehäuse 14 der Handkreissäge 10 fest verbunden. Das
Abstandselement 38 weist zweite Zähne 44 auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Zwischen den Zähnen 44 befinden sich zweite Ausnehmungen 46. Das erste Bremselement 36 und das zweite Bremselement 38 sind derart zueinander angeordnet, dass bei Berührung der beiden Bremselemente 36, 38, das heißt bei einem Bremsvorgang der Handkreissäge 10 die ersten Zähne 40 des ersten Bremselements 36 in die zweiten Ausnehmungen 46 des zweiten Bremselements 38 greifen und die zweiten Zähne 44 des zweiten
Bremselements 38 in die ersten Ausnehmungen 42 des ersten Bremselements 36 greifen. Beim Bremsvorgang dreht sich das auf der Bearbeitungswelle 20 angeordnete erste Bremselement 36 weiter und das zweite Bremselement 38 ist gegen Verdrehen und/oder Verschieben gesichert um eine Bremsung zu ermöglichen. Die Energie wird unter anderem über Dämpfungselemente 48 abgebaut. Im Falle einer Bremsung wird das zulässige zu übertragende
Drehmoment überschritten und die Sicherheitskupplung 26 trennt die Motorwelle 18 von der Bearbeitungswelle 20, sodass sich die Motorwelle 18 und der elektromotorische Antrieb 16 weiterdrehen, während die Bearbeitungswelle 20 mit dem Bearbeitungswerkzeug 22 bis zum Stillstand abgebremst wird.
Die Auslöseeinheit 32 ist als Feder ausgebildet und auf der Bearbeitungswelle 20 zwischen der Überlastkupplung 26 und der Bremseinheit 30 angeordnet. Die Feder 32 ist im Betrieb der Handkreissäge 10, d.h. im ungebremsten Zustand vorgespannt. Die Federkraft beträgt hierbei 200 bis 600 N, insbesondere jedoch 400 N. Die Feder 32 ist dazu Vorgehen, beim Bremsvorgang aus dem
vorgespannten Zustand in den entspannten Zustand überzugehen und mit Hilfe der Federkraft das erste Bremselement 36 in das zweite Bremselement 38 zu bewegen.
Ein Freigabeelement 50 ist dazu vorgesehen, im Betrieb der
Handwerkzeugmaschine 10 sie Auslöseeinheit 32 im vorgespannten Zustand zu halten. Das Freigabeelement 50 weist zwei Zinken 52 auf. Die Zinken 52 liegen im Betrieb der Handkreissäge 10, d.h. im ungebremsten Zustand an einer Kontaktfläche 53 an. Die Kontaktfläche 53 ist auf der Bearbeitungswelle 20 zwischen der Feder 32 und dem Kupplungselement 36 angeordnet. Die
Kontaktfläche 53 kann aus Kunststoff, Keramik oder einer anderen, dem
Fachmann als sinnvoll erscheinende isolierende Schicht ausgebildet sein. Die Kontaktfläche 53 ist gegenüber der Bearbeitungswelle 20 drehentkoppelt oder es findet eine Gleitreibung statt. Die Zinken 52 des Hebelelements 50 drücken gegen die Kontaktfläche, sodass die Lage der Kontaktfläche die Feder 32 gegen die Überlastkupplung 26 und somit in einem vorgespannten Zustand hält.
Das Rückhalteelement 34 hält im Betrieb der Handkreissäge 10, d.h. im ungebremsten Zustand das hebelförmige Element 50 gegen die Kontaktfläche 53 gedrückt. Dazu weist das Rückhalteelement 34 ein rastnasenförmiges Element 54 auf, welches in eine Ausnehmung 56 des Hebelelements 50 greift. Die Ausnehmung 56 des Hebelelements 50 befindet sich auf dem, den Zinken 52 gegenüberliegenden Ende des Hebelelements 50. Das Hebelelement 50 stößt mit dem, den Zinken gegenüberliegenden Ende, an das Rückhalteelement 34 an, und drückt somit mit den Zinken 52 gegen die Kontaktfläche 53.
Zwei SMA Kabel sind als eine Aktoreinheit 60 ausgebildet. Die SMA Kabel 60 verlaufen hierbei in einer Ausnehmung 62 des Rückhalteelements 34. Die Ausnehmung 62 des Rückhalteelements 34 befindet sich auf der, dem
rastnasenförmigen Element 54, gegenüberliegenden Seite. Es können aber auch mehrere SMA Kabel als Aktorelement 60 ausgebildet sein.
Für die Erwärmung des SMA Kabel 60 ist an der Handkreissäge 10 ein
Energiespeicher 90 angebracht. Der Energiespeicher 90 weist ein oder mehrere Kondensatoren auf.
Fließt ein Strom von 400A durch die SMA Kabel 60 erwärmt sich das
Rückhalteelement 34 in 1ms um 40 bis 120 K, besonders um 60 bis 80 K, bei Raumtemperatur. Dabei ziehen sich die SMA Kabel 60 in Richtung R zusammen und bewegen das Rückhalteelement 34 auf der, dem rastnasenförmigen Element 54, gegenüberliegenden Seite in Richtung R und auf der, dem rastnasenförmigen Element 54, zugewandten Seite in Richtung S. Somit gibt das Rückhalteelement 34 das Hebelelement 50 frei, sodass sich das Hebelelement 50 ebenfalls in Richtung S bewegen kann.
Die Zinken 52 des hebelförmigen Elements 50 werden nicht länger gegen die Kontaktfläche 53 gedrückt und geben somit die Feder 32 frei. Die Feder 32 geht vom vorgespannten Zustand in den entspannten Zustand über und das erste Bremselement 36 wird mit der Federkraft in das zweite Bremselement 38 geschoben. Hierbei greifen die ersten Zähne 40 des ersten Bremselements 36 in die zweiten Ausnehmungen 46 des zweiten Bremselements 38 und die zweiten Zähne 44 des zweiten Bremselements 38 in die ersten Ausnehmungen 42 des ersten Bremselements 36. Das erste Bremselement 36 und das zweite
Bremselement 38 greifen danach formschlüssig ineinander.
Erfindungsgemäß wird eine Berührung eines menschlichen Körperteils, wie ein Finger mit dem Sägeblatt 22 erfasst. Hierfür ist neben dem Sägeblatt 22 eine Sensorplatte 66 beabstandet vom Sägeblatt 22 angeordnet. Die Sensorplatte 66 ist dazu vorgesehen, eine Berührung menschlicher Haut mit dem Sägeblatt 22 zu erfassen. Die Sensorplatte 66 besitzt einen Abstand zum Sägeblatt von 1 bis 10 mm, insbesondere von 1,5 bis 3 mm, bevorzugt aber von 2 mm. Die Sensorplatte 66 ist gegenüber dem zweiten Gehäuse 14 elektrisch isoliert. Die Sensorplatte 66 ist mit einer Elektronik 68 elektrisch verbunden. Die Elektronik 68 ist im Motorgehäuse 14 nahe des elektromotorischen Antriebs 16 angeordnet. Das Sägeblatt 22 und die Bearbeitungswelle 20 sind gegenüber der Handkreissäge elektrisch isoliert.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Handkreissäge 10.
In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird die Handkreissäge 10 in Betrieb genommen. Die Inbetriebnahme verläuft in der Zeit zwischen dem versorgen der Handreissäge mit Energie, bis zum Zeitpunkt bis diese einsatzbereit ist.
In 105 wird abgefragt, ob der Ablauf der Inbetriebnahme der Handkreissäge ohne Störungen erfolgt ist. Ist der Ablauf der Inbetriebnahme der Handkreissäge ohne Störungen erfolgt, geht die Handkreissäge 10 im Schritt 110 in den
Arbeitsmodus. Diese Verfahrensweise beschreibt den Ablauf zwischen einem Betätigen des Hauptschalters 15 der Handkreissäge 10 bis zum loslassen bzw. Ausschalten des Hauptschalters 15 der Handkreissäge 10 für den Fall, dass die Handkreissäge einsatzbereit ist.
In 115 wird abgefragt, ob der Hauptschalter 15 der Handkreissäge 10 ausgeschaltet wurde und der Arbeitsmodus ohne Störungen erfolgt ist oder ob eine Annäherung oder eine Berührung menschlichen Gewebes mit dem
Sägeblatt erfolgt ist.
Wurde der Hauptschalter 15 der Handkreissäge 10 ausgeschaltet und ist der Arbeitsmodus ohne Störungen erfolgt, wird die Handkreissäge 10 im Schritt 120 heruntergefahren. Hier ist der Ablauf zwischen dem Loslassen/ Ausschalten des Hauptschalters 15 der Handkreissäge 10 bis hin zu einem für einen Anwender sicheren Zustand der Handkreissäge 10 zu verstehen.
In 125 wird abgefragt, ob die Handkreissäge 10 sicher heruntergefahren ist. Ist die Handkreissäge 10 sicher heruntergefahren
Geht die Handkreissäge in 140 in den Ruhezustand. In 145 wird abgefragt, ob die Energieversorgung der Handkreissäge 10 zugeschaltet wurde. Wurde die Energieversorgung der Handkreissäge 10 zugeschaltet, wird die Handkreissäge 10 in 100 wieder in Betrieb genommen. Wurde die Energieversorgung der Handkreissäge 10 nicht zugeschaltet, bleibt die Handkreissäge 10 in 140 im Ruhezustand.
Erfolgte eine Annäherung oder eine Berührung menschlichen Gewebes mit dem Sägeblatt, wird in 130 eine Bremsung der Handkreissäge 10 eingeleitet. Mit der Bremsung wird hier der Ablauf bei Erkennung einer Hautberührung mit dem Sägeblatt bis zum Stillstand des Sägeblatts der Handkreissäge 10 verstandenen 135 wird abgefragt, ob die Handkreissäge 10 sicher abgebremst wurde. Wurde die Handkreissäge 10 sicher abgebremst, wird im Schritt 150 ein Reset eingeleitet. Reset heißt hier der Ablauf nach einem Auslösen der
Sicherheitsbremsvorrichtung, bis zur Wiederinbetriebnahme der Handkreissäge 10. In 155 wird abgefragt, ob der Reset erfolgte. Erfolgte der Reset, wird die Handkreissäge 10 in 100 wieder in Betrieb genommen.
Figur 3 zeigt das Verfahren der Inbetriebnahme der Handkreissäge 10. In einem ersten Verfahrensschritt 200 wird die Handkreissäge 10 an eine
Energieversorgung angeschlossen. Das ist bei einer Netzbetriebenen
Handkreissäge das Versorgungsnetz. Bei einer batteriebetriebenen
Handkreissäge 10 ist die Energieversorgung eine wiederaufladbare Batterie. In 205 wird abgefragt, ob die Handkreissäge 10 bewegt/getragen wird. Wird die Handkreissäge bei angeschlossener Energieversorgung bewegt, bedeutet es, dass bald mit der Handkreissäge gearbeitet werden soll. Dann werden in 210 der oder die für die Erwärmung des SMA Kabel notwendigen Kondensatoren, die im Energiespeicher 90 integriert sind, geladen.
In 215 findet ein Selbsttest statt. Hier wird abgeprüft, ob die Kondensatoren geladen sind und eine Berührungserkennungselektronik bereit ist zur Detektion einer Annäherung oder Berührung menschlicher Haut mit dem Sägeblatt 18. Die Berührungserkennungselektronik ist bevorzugt in der Elektronik 68 integriert. Die Berührungserkennungselektronik kann jedoch auch separat ausgeführt sein. Tritt ein Fehler auf, wird in 230 das System wieder heruntergefahren und der/die Fehler diagnostiziert.
Ist beim Selbsttest alles in Ordnung, wird in 220
dem Benutzer der Handkreissäge über eine Benutzerschnittstelle angezeigt, dass die Handkreissäge einsatzbereit ist. Die Benutzerschnittstelle kann die Informationen optisch, akustisch und/oder haptisch an den Benutzer der
Handkreissäge senden. Eine Inbetriebnahme der Handkreissäge 10 ist möglich. In 225 wird abgeprüft, ob die Handkreissäge 10 einsatzbereit ist.
Ist die Handkreissäge 10 einsatzbereit, wird in 240 ein Testmodus gefahren. Dabei wird festgestellt, ob die Sensorplatte 66 eine Annäherung oder Berührung eines menschlichen Gewebeteils mit dem Sägeblatt erkennen würde. Hierbei werden Materialien wie nasses Holz oder dergleichen berücksichtigt. Der Testmodus findet optional statt.
Wird in 245 festgestellt, dass Materialien wie nasses Holz eine Aktivierung der Berührungserkennungselektronik verursachen, erfolgt eine Rückmeldung an einen Benutzer über die Benutzerschnittstelle. Über einen Override Button kann die Berührungserkennungselektronik überbrückt werden. Der Override Button ist in der Benutzerschnitstelle integriert. Hierbei wird der Override Buton für die Dauer von 3 bis 5s betätigt. In 250 ist die Handkreissäge 10 wieder einsatzbereit.
Das in Figur 3 beschriebene Verfahren wird nach jedem Schaltvorgang des Hauptschalters durchgeführt. Weiterhin wird das Verfahren durchgeführt, wenn die Handkreissäge vom Netz oder der Baterie getrennt und die
Energieversorgung danach wieder zugeschaltet wird.
Ist der Override Buton zeitgesteuert, sprich wird der Buton für eine gewisse Zeit angesteuert, wird das in Figur 3 beschrieben Verfahren durchgeführt, sobald der Buton wieder deaktiviert wird. Ist die Handkreissäge 10 einsatzbereit, wird das in Figur 3 beschriebene Verfahren durchgeführt.
Figur 4 zeigt das Verfahren im Arbeitsmodus der Handkreissäge 10. Dieses Verfahren findet nach der Inbetriebnahme der Handkreissäge 10 stat.
In 300 ist die Handkreissäge 10 einsatzbereit.
In 305 wird abgefragt, ob ein Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter 15 betätigt hat und ob das Sägeblat in dem Moment, in dem der Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter 15 betätigt hat, mit menschlichen Gewebe in Berührung kommt.
Hat ein Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter 15 nicht betätigt, verharrt die Handkreissäge im Zustand 300. Hat ein Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter 15 betätigt und das Sägeblat ist nicht mit menschlichem Gewebe in Kontakt, beginnt sich in 310 der elektromotorische Antrieb 16 zu drehen und treibt das Sägeblat 18 an. Hat ein Benutzer der Handkreissäge 10 in dem Moment des Einschaltens den Finger am Sägeblat, beginnt sich der elektromotorische Antrieb 16 nicht zu drehen und die Handkreissäge 10 läuft nicht an. In dem Verfahrensschrit 320 wird dem Benutzer der Handkreissäge 10 über die Benutzerschnitstelle angezeigt, dass der elektromotorische Antrieb nicht startet, da eine Berührung des Sägeblats mit menschlichem Gewebe stattfindet. In 325 wird eine Abfrage an den Benutzer der Handkreissäge 10 gesendet, ob der Kontakt mit dem Sägeblat beendet wurde und der
elektromotorische Antrieb starten soll. Ohne eine Bestätigung der Abfrage wird ein erneuter Startvorgang unterbunden und das Verfahren bleibt im Schritt 320. Soll der elektromotorische Antrieb erneut gestartet werden, beginnt sich in 330 der elektromotorische Antrieb 16 zu drehen und treibt das Sägeblatt 18 an. Dabei muss der Hauptschalter 15
losgelassen und neu betätigt werden.
Hat sich der elektromotorische Antrieb 16 begonnen, zu drehen, überwacht die Berührungserkennungselektronik im Betrieb der Handkreissäge 10, ob eine Annäherung oder Berührung menschlichen Gewebes mit dem Sägeblatt 18 stattfindet. Wird in 335 festgestellt, dass eine Annäherung oder eine Berührung menschlichen Gewebes mit dem Sägeblatt 18 stattfindet, wird im Schritt 400 die Sicherheitsbremsung eingeleitet. Dieses Verfahren wird in Figur 5 beschrieben. Weiterhin wird in 335 wird abgefragt, ob der Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter zum Ausschalten des elektromotorischen Antriebs 16 betätigt hat. Hat der Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter zum Ausschalten des elektromotorischen Antriebs 16 nicht betätigt, läuft die Handkreissäge 10 weiter. Hat der Benutzer der Handkreissäge 10 den Hauptschalter zum Ausschalten des elektromotorischen Antriebs 16 betätigt, wird in 340 der elektromotorische Antrieb ordnungsgemäß abgebremst. Der Motor wird über eine Komfortbremse abgebremst. Das kann elektrisch über einen elektrischen Kreis erfolgen, sowie mechanisch über eine Reibung.
In 345 wird abgefragt, ob das Sägeblatt 18 bis zum Stillstand abgebremst wurde. Wurde das Sägeblatt 18 bis zum Stillstand abgebremst, wird im Schritt 500 die Handkreissäge 10 heruntergefahren. Das heißt, die Energie aus den
Kondensatoren, die sich im Verfahren der Inbetriebnahme aufgebaut hat, wird abgebaut. Der Energieabbau erfolgt über parallel zu den Kondensatoren geschaltete Widerstände. Die Widerstände können fest zugeschaltet oder zuschaltbar sein. In 505 wird abgefragt, ob die Handkreissäge 10
ordnungsgemäß heruntergefahren ist. Ist die Handreissäge 10 ordnungsgemäß heruntergefahren, geht die Handkreissäge in 510 in den Standby Modus.
Figur 5 zeigt das Verfahren der Sicherheitsbremsung der Handkreissäge 10.
Wird in 315 festgestellt, dass eine Annäherung oder eine Berührung
menschlichen Gewebes mit dem Sägeblatt 18 stattfindet, wird im Schritt 400 ein Aktor bestromt. Im Ausführungsbeispiel in Figur 1 ist der Aktor ein SMA Kabel. Fließt ein Strom von 400A durch die SMA Kabel 60, erwärmt sich das
Rückhalteelement 34 in 410 in 1ms um 40 bis 120 K, besonders um 60 bis 80 K, bei Raumtemperatur. Dabei ziehen sich die SMA Kabel 60 in 420 zusammen und bewegen das Rückhalteelement 34 in 430 derart, dass das Rückhalteelement 34 in 440 das Freigabeelement 50 freigibt.
In 450 gibt das Freigabeelement 50 die Feder 32 frei. Die Feder 32 geht in 460 vom vorgespannten Zustand in den entspannten Zustand über und das erste Bremselement 36 wird mit der Federkraft in das zweite Bremselement 38 geschoben. Hierbei greifen die ersten Zähne 40 des ersten Bremselements 36 in die zweiten Ausnehmungen 46 des zweiten Bremselements 38 und die zweiten Zähne 44 des zweiten Bremselements 38 in die ersten Ausnehmungen 42 des ersten Bremselements 36. Das erste Bremselement 36 und das zweite
Bremselement 38 greifen danach formschlüssig ineinander.
In 470 wird die Bremsenergie über die Dämpfungselemente 48 abgebaut In 480 trennt die Sicherheitskupplung 26 die Motorwelle 18 von der
Bearbeitungswelle 20.
Der elektromotorische Antrieb Motor wird in 480 abgeschaltet und wird über die Komfortbremsung abgebremst.
Es wird einem Benutzer der Handkreissäge 10 über die Benutzerschnittstelle angezeigt, dass eine Sicherheitsbremsung erfolgt ist.
Des Weiteren kann die Information, dass eine Sicherheitsbremsung erfolgt ist, einer externen Einheit wie beispielsweise einem Smartphone, einer
Firmenzentrale oder dergleichen gesendet werden.
In 495 wird abgefragt, ob die Sicherheitsbremsung erfolgreich beendet wurde, die Sicherheitsbremsung erfolgreich beendet, startet im Schritt 600 ein
Zurücksetzen des Sicherheitsbremsvorrichtung 30. Das erste Bremselement und das zweite Bremselement, die formschlüssig miteinander verbunden sind, werden gelöst, die Auslöseeinheit, die als Feder ausgebildet ist, wird gespannt und die Freigabevorrichtung fixiert. Bevorzugt geschehen diese Schritte mechanisch über einen Spannschlüssel. Es kann aber auch sein, dass ein Benutzer ein Bedienelement bedient oder einen Resetknopf drückt. In 605 wird abgefragt, ob die Rückstellung erfolgreich verlaufen ist. Ist die Rückstellung erfolgreich verlaufen, geht die Handkreissäge in 510 in den Standby Modus. Über die Benutzerschnittstelle wird angezeigt, ob die Rückstellung erfolgreich verlaufen ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur sicheren Ablaufsteuerung einer Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere einer Handkreissäge, wobei in einem ersten Verfahrensschritt (100) die Handkreissäge (10) in Betrieb genommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt (110) die Handkreissäge (10) in den Arbeitsmodus geht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in einem im dritten Verfahrensschritt (120) die Handkreissäge (10) heruntergefahren wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in einem im vierten Verfahrensschritt (140) die Handkreissäge (10) in den Ruhezustand geht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei in einem fünften
Verfahrensschritt (130) eine Bremsung der Handkreissäge (10) eingeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt (150) ein Reset der Handkreissäge (10) eingeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 6, wobei in einem siebenten Verfahrensschritt die Handkreissäge (10) wieder in Betrieb genommen wird.
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