专利名称：用于带热机的便携式工具的安全装置，它能在突然急剧运动之后停止该便携式工具的操作的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有热机(内燃机，发动机)的便携式工具的装置，该装置在 便携式工具的使用过程中确保在该工具出现突然(意外)且剧烈的运动后(随着突然且剧 烈的运动的发生)使该工具的运行瞬间(即时，立即)自动停止，以便确保使用者的安全。 该装置特别适合于具有热机的链锯。
背景技术：
官方规章要求链锯配备有安全装置，以便确保在发生强烈弹回或专业上所称的 “反冲”时使工具停止，这种弹回或反冲对应于以m/s2表示的加速度(在700至2000m/s2之 间，取决于工具的类型)。目前，在链锯应用中，这种装置最经常的是由机械机构构成，该机械机构覆盖前手 柄，并且在急剧加速过程中通过试图反冲的惯性或通过撞击握持该手柄的手而起动一系 统，该系统对切割链的驱动器进行制动，直到工具的发动机停止为止。例如在文献EP1350607中描述了一种类似的装置。然而，这种由机械机构构成的安全装置具有许多缺点-当工具仅由一只手把持时它们仅通过惯性发挥作用；-它们仅在单个平面(向前/向后)中工作，而不在其他平面起作用；-在剧烈反冲的情况下，它们可能由于对与该装置接触的手的冲击而造成伤害；-由于运动的质量非常小，因此它们的惯性触发阈值非常高(在700和2000m/s2 之间，取决于工具的类型)；-它们的响应时间较慢(在10至15毫秒的范围内)-它们的灵敏度不可调节；-它们通过工具的适当行为而起作用(例如对于链锯应用场合而言为链条)；-它们容易因为摩擦而磨损；-它们可能在卡锁在无效位置；-它们的体积比较大并且成本比较高。文献US2004/0，181，951和US2007/0，008，162中描述了配备有安全系统的便携式
电动工具，该安全系统由位于三个轴上的加速计构成，能够在达到预定加速度阈值时经由 逻辑电路命令所述便携式电动工具的操作停止。这种安全系统不适用于诸如链锯的具有热 机的便携式工具。
发明内容
更精确地说，本发明的目的是一种用于具有热机的便携式工具的安全装置，该安 全装置能够在发生急剧的反冲时自动瞬时地停止所述工具，而且同时能够消除上述以适用 于便携式电动工具的机械机构或电子机构的起动为基础的防反冲系统的缺点。
根据本发明的用于具有热机的便携式工具的装置的特征在于，该装置包括至少一 个电子加速计，该电子加速计能够基于至少一个平面或轴线而提供对加速度的测量，该加 速计的输出端连接至电动和/或电子控制装置，所述电动和/或电子控制装置构造成在达 到预定加速度跳转点(阈值)时处理来自所述加速计的模拟或数字电信息，并用于命令工 具的操作几乎瞬时停止。根据本发明的装置的优选应用方法，它有利地应用于具有热机的便携式工具，所 述控制装置包括电气和/或电子控制装置，该电气和/或电子控制装置构造成处理来自 加速计的模拟或数字电信息，并控制直接作用在发动机的输出轴和/或点火提前(avance ，allumage)机构上的制动部件。根据本发明的用于具有热机的便携式工具的装置提供了诸多有益的优点，例如-加速计通过电气或电子管理装置直接作用在工具的热机上；-装置的相应时间非常短(在若干毫秒的范围内)；-它们的特征在于不使用活动部件，从而它们不受到任何磨损；-可以降低安全装置的跳转点，这是由于在装置的操作中不涉及惯性和运动质量， 仅仅将加速度考虑在内；-通过对跳转点编程可以调节灵敏度；-可以在多个平面上起作用；-通过利用能够对加速计的操作进行自检的电气和/或电子控制装置而在热机起 动时检查装置的正常操作；-该装置比机械安全装置更轻且更经济。根据另一特征性布置，通过设置在便携式工具上的双轴电子加速计或至少两个单 轴电子加速计来确保加速度的检测，所述双轴电子加速计或至少两个单轴电子加速计定位 成使得一个轴线能被特殊处理(赋予特权)。根据另一特征性布置，通过三轴加速计来确保加速度的检测。因此，可以确保在若干平面内检测加速度，从而使得可以避免在危险工作位置中 反冲的麻烦后果，该特别特征实质上允许具有相同的安全度，而不管如何握持便携式工具 以及使用者的工作位置可能在哪，例如在树木修剪工作过程中，使用者爬上树，并用一只 手握持工具，而另一只手用于通过握持在树枝上而确保使用者的位置。
从下面的说明和附图中将更清楚上述目的、特征和优点及其他优点，在附图中图IA是根据本发明的便携式工具的第一实施例的示意性立体图，根据该实施例， 所示的工具由具有热机的链锯构成，该热机具有分开的电动和/或电子控制装置和制动控 制器；图1A’是根据本发明的便携式工具的第一实施例的示意性立体图，根据该实施例， 所示的工具由具有热机的链锯构成，该热机具有结合在单个控制器中的电动和/或电子控 制装置和制动控制器；图IB是根据本发明的便携式工具的第一实施例的示意性立体图，根据该实施例， 所示的工具由具有热机的链锯构成，该热机具有分开的电动和/或电子控制装置和电子点火壳体；图1B’是根据本发明的便携式工具的第一实施例的示意性立体图，根据该实施例， 所示的工具由具有热机的链锯构成，该热机具有结合在单个控制器内的电动和/或电子控 制装置和电子点火壳体；图2是本发明的装置的模拟模式的应用实施例示意图，它可应用于具有热机的便 携式工具；图3是该装置的数字模式的另一应用实施例示意图。
具体实施例方式参照附图描述根据本发明的具有热机的便携式工具的有利但绝非限制性的实施 例。下面描述具有热机的便携式工具的非常有利的应用，根据所示实施例，该便携式 工具由链锯1构成，但本领域技术人员应该理解，本发明可应用于具有热机的任何危险的 便携式工具，特别是希望为之提供安全装置的具有热机的便携式工具，该安全装置能在发 生突然且剧烈的运动或反冲时立即停止该便携式工具的操作，这种便携式工具例如是具 有热机的链锯、具有热机的修枝剪(截材锯，树篱剪)、具有热机的割灌机(灌木铲除机)或 者具有热机的木工钻(螺旋钻)等。本发明适用于由热机驱动的便携式工具，亦即适用于这样的装置，在该装置中，实 际起作用的工具2(在图1A-1B所示的链锯1的情况下为链条)由热机M’驱动，该热机M’ 包封在主体或壳体3中并通过磁性飞轮9供应电流。该电源9还用于向工具的各种电路板或电子电路板供应电流。该电源9由热机驱 动，该电源可以替换为其它电流发生器，例如替换为也由热机致动的发电机等。根据本发明的安全装置，在工具中，优选在工具的重心处或重心附近的位置中结 合至少一个加速计5，该加速计5能测量至少一个平面或轴线(例如轴线X 向前/向后) 上的加速度。这种位置的优点是允许通过集成在工具中的用于管理的电路板直接处理来自 加速计的信息。然而，如果由于结构布局的原因所述加速计远离重心，则来自位于重心处 或重心附近的加速计的信息需要通过集成管理电路板的微控制器并通过本身已知的简单 数学计算进行校正，以使该信息与应当来自位于工具重心处或重心附近的加速计的信息相 当，该校正信息可以以与本说明书中提出的同样的方式进行处理。加速计5也可以位于工具的抓握手柄附近。根据该工具的执行方法，该工具配备有用于两个轴线的电子加速计或至少两个电 子单轴加速计，每个加速计都提供代表由两个相关轴线(例如轴线x(向前/向后)和轴线 Y(向上/向下))中的一个经历的加速度的信号，从而允许测量两个平面中的加速度。根据该工具的优选执行方法，该工具配备有用于三个轴线Χ、Υ和Z的电子加速计， 这些电子加速计的输出端提供代表由相关轴线经历的加速度的数字或模拟电信息，从而允 许测量三个平面中的加速度。两个单轴加速计和两轴加速计或三轴加速计定位成使得一个轴线可以被特殊处理。加速计5的输出端连接至
-电气和/或电子控制装置7，其构造成用于处理由加速计提供的模拟或数字电信 息，并用于控制直接作用在发动机M’ (图1A)的输出轴上的制动元件10 ；-或者，电气和/或电子控制装置，其构造成用于处理由加速计提供的模拟或数字 电信息，并用于作用在点火提前8上，以制动发动机M，(IB)。对于这两种情况，都可以有若干种解决方案。第一种解决方案由图2示意性地示出。在本例中，通过数字处理单元由电气和/ 或电子控制装置对由加速计提供的模拟信号的处理使得在满足制动接合条件时能向独立 的制动系统F或电子点火提前壳体(盒，箱)发送指令，以制动发动机M’。第二种解决方案由图3示意性地示出。在本例中，通过数字处理单元由电气和/ 或电子控制装置对由加速计提供的数字信号的处理使得在满足制动接合条件时能向独立 的制动系统F或电子点火提前壳体发送指令，以制动发动机M，。由加速计提供的模拟或数字电信息由如下装置处理-用于制动的电气和/或电子控制卡(电路板)7，其用于起动本身已知的制动系 统10，该系统例如包括一根据图IA所示的执行方法，电磁带式制动器或直接作用在链条上的装置，例如 自身安放在链条的齿之间的闩锁；-或在电子点火壳体8处(图IB)-通过切断热机M，的电力和/或通过在所述热机M，上作用点火提前上，以便通 过作用在电子点火壳体8上的电子卡将热机关闭，该电子卡可以直接包含在所述电子点火 壳体8中。实际上，如果在点火提前关闭之前修正点火提前，则产生与正常操作反向的扭矩 力，该扭矩力作为非常强大的(大功率的)制动并触发发动机几乎立即失速(该失速在发 动机转动1到3转后起效，也就是说在0. 01到0. 06秒内起效)。控制卡7和制动指令10可以如图1A’所示布置在单个控制卡7’上。控制卡7和电子点火壳体8可以如图1B’所示布置在单个控制卡8’上。
权利要求
1.一种用于具有热机的便携式工具的安全装置，该安全装置能在发生突然且剧烈的运 动后几乎立即停止所述工具的运行，所述安全装置包括至少一个电子加速计(5)，该电子加 速计使得能在至少一个平面或轴线(X，Y，Z)上进行加速度的测量，该电子加速计(5)的输 出端连接至电气和/或电子控制装置(7)，其特征在于，所述电气和/或电子控制装置由电 气和/或电子管理卡(7)构成，该电气和/或电子管理卡以及该加速计由本身已知且通过 热机驱动的电流发生器(9)供应电力，该电气或电子管理卡构造成用于处理来自该加速计 的模拟或数字电信息，并用于致动确保所述热机几乎瞬间停止的装置。
2.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，所述 电流发生器包括磁性飞轮(9)。
3.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，用于 制动发动机的装置包括作用在发动机的输出轴上的电磁体。
4.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，用于 制动发动机的装置包括作用在发动机的输出轴上的电磁带式制动器。
5.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，用于 制动发动机的装置包括直接作用在链条上的装置构成，例如安放在链条的齿之间的闩锁。
6.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，用于 制动发动机的装置包括能够切断该热机的电力供应的系统。
7.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，用于 制动发动机的装置包括能够作用在该热机(Μ’ )的编程的点火提前上以使该发动机停止的 系统，该系统具有产生与正常运行反向的扭矩力的作用，该扭矩力作为非常强大的制动并 触发所述发动机(Μ’)的立即失速，这是通过作用在所述电子点火壳体(8)上的电子卡进行 的，该电子卡可以直接包含在所述电子点火壳体(8’ )中。
8.根据权利要求1所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特征在于，该安 全装置包括两轴电子加速计或至少两个单轴电子加速计，从而使得能够测量至少两个平面 或轴线(Χ，Υ，Ζ)上的加速度，所述加速计定位成使得一个轴线能被特殊处理。
9.根据权利要求8所述的用于便携式工具的安全装置，其特征在于，该安全装置包括 三轴(χ，γ，ζ)加速计，从而使得能够测量三个平面上的加速度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于具有热机的便携式工具的安全装置，其特 征在于，该加速计( 位于所述工具的重心处或重心附近。
11.一种具有热机的便携式工具，其特征在于，该便携式工具配备有根据权利要求1至 10中任一项所述的安全装置，特别用于具有热机的链锯、具有热机的圆形截材锯、具有热机 的割灌机、具有热机的木工钻等。
全文摘要
本发明涉及一种用于具有热机的便携式工具的安全装置，该安全装置能够在意外的突然急剧运动后使所述工具的操作几乎立即停止，所述装置包括至少一个电子加速计(5)，该电子加速计使得能够在至少一个平面或轴线(X，Y，Z)上测量加速度，所述加速计(5)的输出端连接至电气和/或电子控制装置(7)，其中，所述电气和/或电子控制装置由电气和/或电子管理卡(7)构成，该管理卡和加速计由本身已知的由热机驱动的电流发生器(9)供应电压，该电气和/或电子管理卡构造成用于处理由所述加速计提供的模拟或数字电信息，并用于致动确保所述热机几乎立即停止的装置。
文档编号B27B17/08GK102137742SQ200980133392
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月25日 优先权日2008年8月29日
发明者R·佩朗 申请人:佩朗股份有限公司