带有电磁制动设备的工作器械的制作方法

本发明涉及一种带有工作工具的工作器械，其中工作工具由内燃机驱动。设置有用于制动减速停止的(auslaufend)工作工具的制动设备，其中制动设备具有起制动工具作用的制动元件。在制动设备的制动位置中制动元件制动工作工具，而在制动设备的准备位置中制动元件释放工作工具的运动。

背景技术

制动元件在准备位置中利用由电磁铁提供的保持力保持。用于运行电磁铁的能量通过由内燃机驱动的电发生器(elektrischengenerator，有时称为发电机)提供，从而在制动设备的准备位置中可给电磁铁供应保持电流。

电磁铁的保持电流在其大小方面如此选择，即使得电磁铁提供足够高的保持力，其可靠地避免了制动设备在运行中的无意的触发。电流强度如此选择，即使得保持力如此大，从而即使在工作器械的振动的情形中、在敲打和撞击的情形中也可靠地避免制动设备的触发。

如果工作器械停止且内燃机关掉，由内燃机驱动的电发生器首先还提供能量以用于电磁铁的运行。随着减速停止的内燃机的转速下降，发生器电压也下降，直到在达到临界转速的情形中不再可给发生器提供为了维持保持电流所必要的能量。保持电流中断，且电磁铁释放制动设备。在保持电流下降之后制动设备在复位力的作用下从准备位置变换到制动位置中，由此止动元件靠放(anlegen)且制动减速停止的工作工具。该减速停止制动的制动过程已经在还相对高的减速停止转速的情形中触发，因为发生器在该减速停止转速的情形中不再可提供高的保持电流。制动设备遭受相应的磨损。

技术实现要素：

本发明的任务在于，如此改进带有电磁保持的制动设备的工作器械，即使得制动设备的通过减速停止制动产生的磨损降低。

该任务通过以下方式解决，即在内燃机关掉之后监视内燃机的运行参数。在达到被监视的运行参数的极限值之后，从能量存储器供应给电磁铁的保持电流下降。

通过保持电流的下降，供应给电磁铁的电能降低。在内燃机减速停止时通过能量存储器相比于未下降的保持电流可更长时间地维持下降的保持电流。因为保持电流在运行中选择成较大，以便例如敲打、撞击和振动也不导致制动设备的触发，在内燃机减速停止时更低的保持电流不直接导致制动设备的触发。减速停止的工作器械例如由使用者承载，从而用于制动设备的保持力可原则上更低地选择，因为例如不出现敲打和撞击。因此通过保持电流的下降电磁铁的能量需求下降。通过保持电流的下降，即使在减速停止的内燃机的更低的转速的情形中由此引起的更低的发生器电压也还足够保持电磁铁处于运行中且提供更小的保持力。由此，制动设备将更迟地起作用以用于制动减速停止的工作工具。因为在制动更迟地起作用的情形中更少的能量在系统中存在且因此以较小的量必须制动，每减速停止制动的磨损更低；制动设备的寿命变得更长。

通过制动设备在工作工具减速停止时更迟地起作用，在制动设备触发时存在工作工具的更低的转速。总而言之，在制动的时间点更迟的情形中更少的能量必须通过制动消除。

尤其，工作工具不具有电池以用于存储能量。工作器械的整个能量供给经由发生器提供。即使在起动的情形中，电能也首先不供内燃机使用。随着曲轴的转动，发生器才提供足够的能量，以为了通过保持磁铁保持制动设备松开，也就是说将制动设备保持在其准备位置中。

优选地，使用内燃机的转速作为运行参数。内燃机的转速可以用简单的方式通过由发生器生成的交变电压的交零来确定。

运行参数也可为发生器的输出电压的幅度。随着转速下降，发生器的输出电压的幅度下降，从而在达到幅度的极限值之后或在低于幅度的极限值后使供应给电磁铁的保持电流下降。

在运行中，保持电流可处于30ma至1000ma之间的范围中。特别优选地，保持电流处于50ma和300ma之间，尤其在185ma中。优选地设置成，保持电流作为转速的函数以负下降的斜坡的形式降低。尤其，斜坡的斜率作为可参数化的电流差与可参数化的转速差的商来确定。

可为适宜的是，保持电流逐步地(instufen)下降。有利地，在预设的时间段上保持步级(stufe)，尤其在至少5ms的预设的时间段上保持步级。

在本发明的优选的改进方案中，由发生器给出的电能临时存储在能量存储器中。用于电磁铁的保持电流从能量存储器供给。这样的能量存储器有利地是电容器。在内燃机关掉之后，流入能量存储器的电能小于从能量存储器流出至电磁铁的电能。

电磁铁在内燃机切断之后的期望的保持时间可通过选择能量存储器的容量来预设。

工作工具由内燃机驱动，其中驱动器具有驱动元件，制动元件作用到该驱动元件上。适宜地驱动元件是离心式离合器的离合器鼓。在此，制动元件在靠放力的作用下作用于驱动元件。这样的靠放力适宜地由制动弹簧提供。

本发明的另外的特征从另外的权利要求中得出。

有利的另外的实施例通过描述的实施例的给出的特征的任意的组合得出。

附图说明

本发明的另外的特征从另外的权利要求、说明书和图纸中得出，在该图纸中呈现了本发明的随后详细地描述的实施例。其中：

图1以侧视图示出了以切割机为示例的手持式工作器械，

图2以示意图示出了根据图1的手持式工作器械的制动设备，

图3示出了用于运行电磁铁以用于将制动元件保持在准备位置中的示意性电路图，

图4示出了在呈现了在转速下降时的下降的保持电流的情况下的图表。

具体实施方式

在图1中示出的手持式尤其便携式工作器械1是带有用于驱动工作工具3的内燃机2的切割机。工作工具3在示出的作为切割机的实施例中构造为切割盘4。工作工具3在转动方向5上围绕旋转轴线6被驱动。工作器械1也可为另外的手持式工作器械，例如带有作为工作工具的刀片的室外修剪机(freischneider)、带有作为工作工具的锯链的机动链锯或还为带有相应的构造的另外的手持式工作器械。工作器械1的内燃机2通过绳索牵拉起动器(seilzugstarter)70起动。工作工具1不具有电池或类似的构件以用于存储电能。工作器械1的能量供给仅仅经由由内燃机2的曲轴驱动的电发生器g进行(图3)。尤其在起动时首先没有电能供内燃机2使用。随着曲轴的转动才给发生器g提供能量，以便例如使控制单元51运行。控制单元51可经由电联接线路46与发生器g相连接。

工作工具3在该实施例中保持在悬臂7处，在该悬臂中容纳有用于工作工具3的驱动器10。在切割机的情形中，驱动器10可构造为皮带传动装置8，该皮带传动装置缠绕驱动盘13(图2)。驱动盘13由内燃机2经由离合器尤其离心式离合器15驱动。工作工具3由保护罩9搭接(übergreifen)。为了保持和引导工作器械1，在该实施例中设置有前面的弓状的把手12和后面的把手11。在后面的把手11中布置有用于运行内燃机2的操作元件48。

驱动盘13(图2)抗扭地固定在离心式离合器15的离合器鼓14上。驱动盘13与离合器鼓14一起形成用于驱动器10的驱动元件42。驱动元件42由内燃机2驱动。

如图2示出的那样，离合器鼓14同时形成用于制动设备40的制动鼓16，该制动鼓与制动元件41共同作用。制动元件41在示出的实施例中由制动带17形成，其缠绕制动鼓16的外周缘。制动带17的缠绕角优选地为大于360°。图2示出了在制动位置中的制动设备40，在该制动位置中以制动带17形式的制动元件41靠放到制动鼓16处。在该制动位置中，制动带17贴靠在离合器鼓14处。在制动带17靠放时，制动带17制动离合器鼓14，且工作工具3不被驱动。如果制动带17不贴靠在制动鼓16或离合器鼓14处，即如果在离合器鼓14和制动带17之间存在间隙，离合器鼓14可转动且工作工具3可被驱动。

制动带17以其第一端部18以固定在壳体处的方式固定。制动带17的第二端部19固定在制动杆20处。制动杆20可围绕固定在壳体处的转动轴21在箭头的方向22上以及在相反方向上摆动。制动杆20是基本上双臂的杠杆。制动带17的第二端部固定在制动杆20的一个杠杆臂23处。制动弹簧25作用在制动杆20的另一杠杆臂24处，该制动弹簧试图使制动杆20在箭头方向22上摆动。

制动杆20有利地经由肘形杆组件26支撑在触发杆27处。触发杆27承载保持板28，该保持板关联有保持装置29。在示出的实施例中，保持装置29由电磁铁30形成。在示出的实施例中，保持板28不贴靠在电磁铁30处。优选地，保持板28由磁性或可磁化的材料制成、优选地由钢板制成。如果电磁铁30通电，钢板由电磁铁30的磁场吸引。保持板28的保持位置77在图2中以虚线的方式呈现。电磁铁30经由联接线路45与控制单元51(图3)相连接。

触发杆27可加载有复位力56，该复位力有利地由触发弹簧31提供且作用到在图2中示出的制动位置中。如果电磁铁30的保持电流i(图3)切断，触发杆27可在触发弹簧31的拉力的作用下摆动到在图2中示出的释放位置中。

在制动设备40的制动位置中，触发杆27释放肘形杆组件26，从而在制动弹簧25的作用下制动杆20可在箭头方向22上摆动。由此，拉力在箭头方向32上施加到制动带17上，由此制动带17以贴靠力靠放到制动鼓16的外周缘处且使制动鼓制动。由此，驱动盘13或驱动元件42被制动且经由驱动器10使工作工具3停止运转。

在一种优选的实施方式中，可省略触发弹簧31，如以虚线的形式在图2中呈现的那样。肘形杆组件26在其布置方面改变且如此在“触发”方向上移动，即使得在没有附加的触发弹簧的情形下在电磁铁30的保持电流i切断时肘形杆组件26立即触发且在制动弹簧25的作用下制动杆20在箭头方向22上摆动。制动带17以靠放力靠放到制动鼓16处。复位力56在该实施例中示例性地通过制动弹簧25提供。

在运行中，制动鼓16或离合器鼓14在箭头方向33上转动，从而通过制动带17的所选择的布置在制动情况中出现制动作用的自增强。制动带17由于制动鼓16在箭头方向33上旋转被拉紧且牢固地靠放到制动鼓16处。

为了松开根据图2的贴靠的制动设备40，设置有操纵杆34，该操纵杆可在箭头方向35上围绕固定在壳体处的轴承轴36摆动。在此，经由连结杆37触发杆17在箭头方向38上带动且保持板28靠放在电磁铁30处。如果电磁铁30以保持电流通电，电磁铁30的电磁力在虚线标记的保持位置77中将保持板28保持在电磁铁30处。在保持板28的保持位置77中，触发杆27在箭头方向38上摆动且肘形杆组件26已经引回到制动设备40的准备位置中。制动杆20与箭头方向22相反地摆动，由此制动带17与箭头方向32相反地移动，从而制动带17从制动鼓16升起。制动鼓16和因此离合器鼓14被释放以为了旋转。内燃机2可经由接合的离心式离合器15和驱动器10驱动工作工具3。制动设备40在其准备位置中。

制动设备40有利地通过使用者经由操纵杆34由制动位置带到准备位置中。对此，使用者使操纵杆34在箭头方向35上运动，有利地克服制动设备40的复位力56。当使用者已经摆动保持板28靠近通电的电磁铁30时，保持板28被吸引(保持位置77)，且制动设备40通过电磁铁30保持在准备位置中。如果电磁铁30未或未足够地通电，只要使用者不再保持或不再在箭头方向35上拉动操纵杆34，保持板28往回摆动。

电磁铁30在示意性的电路图50中呈现(图3)。电磁铁30由发生器g供给以能量，其中发生器g由内燃机2(图1)驱动。当内燃机2的曲轴60(图1)转动时，发生器g将给出发生器电压ug。电磁铁30将保持板28如此长时间地保持在保持位置77(图2)中，即直到减速停止的内燃机2达到转速n，在该转速n的情形中发生器电压ug以如此的程度下降，即使得不再可维持保持电流i。由于保持电流i下降，保持板28不再可保持在保持位置77中。因此保持板28在朝向其起始位置的方向上在箭头方向39上往回摆动。制动带17靠放到离合器鼓17处，且驱动器被制动。工作工具3停止。

如图3示出的那样，发生器电压ug借助于整流器52被整流且电能临时存储在能量存储器44中。供应给电磁铁30的保持电流i从能量存储器44中取出。能量存储器44在该实施例中构造为电容器53；电容器53由整流的发生器电压ug加载。电容器电压uc供给控制单元51，该控制单元经由联接线路45与电磁铁30连接且监视和调节至电磁铁30的保持电流i。根据本发明设置成，控制单元51改变保持电流i且在内燃机2切断后以预设的方式逐步地57(图4)或连续地按照斜坡58(图4)使保持电流i降低。

如果在内燃机2运行后切断内燃机，则内燃机2的转速下降。如果内燃机2的减速停止转速下降到接合转速以下，离心式离合器15断开。内燃机2与工作工具3脱离联结。工作工具3由于其旋转的质量和惯性继续转动。

发生器g在内燃机2减速停止的情形中将给出缓慢变小的发生器电压ug，但是继续加载电容器53。从电容器53中取出能量，以便以保持电流i给电磁铁30通电。

如果内燃机2的减速停止转速n达到例如10001/min的极限值或内燃机2的减速停止转速低于预设的极限值，这由控制单元51识别。对此，控制单元51可适宜地经由合适的信号线路54与发生器g连接，以便例如作为内燃机2的运行参数获取内燃机的转速。

随着达到运行参数(在该实施例中内燃机2的减速停止转速)的极限值或者在低于极限值的情形中供应给电磁铁30的保持电流i逐步地下降。也可为有利的是，保持电流连续地下降。电磁保持力55在保持电流i变小时变小。然而更小的保持力不导致保持板28从电磁铁30上立即摆动或松开。保持力55首先保持大于例如触发弹簧31的在箭头方向39上作用的复位力56。换而言之，在内燃机2减速停止时供应给电磁铁30的能量降低。但是降低的能量足够将保持板28保持在保持位置77中，尤其在没有更强的因素例如振动或撞击的作用下。在内燃机2减速停止时，撞击和振动相比于在工作运行中以仅更小的程度出现，从而更小的保持能量在内燃机2减速停止时还是足够的。

图4示出了在30ma至300ma的范围中的保持电流。例如185ma的保持电流i关于转速δn减少了值δi。保持电流i的降低优选地作为转速的函数以负下降的斜坡58的形式构造。斜坡58的斜率可作为可参数化的电流差δi与可参数化的转速差δn的商来确定。

在本发明的另一设计方案中可设置成，逐步地57执行保持电流的降低。在此针对每步级可设置有例如1ma至10ma的电流减少。优选地，步级57在至少5ms的时间段上保持。

通过保持电流i在达到内燃机2的运行参数(如例如减速停止转速或发生器电压ug的幅度)的极限值的情形中的预设的下降，可实现，制动设备40的触发在内燃机2减速停止时时间上稍迟地进行。这例如具有优点：工作工具3的工具转速继续降低，从而在制动设备40靠放时减速停止的工作工具3的制动在更低的工具转速的情形中进行。制动设备40的磨损可下降。

因为在减速停止的内燃机2的情形中由发生器g流入能量存储器44或电容器53的电能小于从能量存储器44或电容器53流出至电磁铁30的电能，电容器53的电荷量将下降。如果电容器53的电荷量以如此的程度下降，即使得不再可维持还降低的保持电流i，电磁铁30将释放或者不再可保持保持板28。保持板28在复位力56的作用下使触发杆27在箭头方向39上摆动且由此释放肘形杆组件26。例如随着肘形杆组件26释放取消制动杆20的支撑，从而制动杆可在制动弹簧25的作用下在箭头方向22上摆动且在箭头方向32上将靠放力施加到制动带17的第二端部上。制动带17在靠放力的作用下靠放到离合器鼓14处。制动设备40使工作工具3制动且使工作工具停止。该制动也称为减速停止制动。

由于由发生器g生成的电能临时存储在适宜地构造为电容器53的能量存储器44中，即使当发生器电压ug本身已经太小以致不维持保持电流时，电磁铁30也还可还以降低的保持电流i通电。那么流入能量存储器44的能量小于由控制单元51为了维持保持电流i而抽取的能量。只有当电容器53的电荷量耗尽时，保持电流i才中止，且电磁铁30切断。电磁铁30在内燃机2切断后的该保持时间通过能量存储器44的容量也就是说电容器53的容量来确定。

通过保持电流i在内燃机2的转速n下降时下降，至电磁铁30的能量供应下降，从而保持板28和与保持板28联结的制动元件41在内燃机2减速停止时可对于较长的时间段保持从驱动元件42上松开，即制动设备40保留在准备位置中。只有当保持电流i以如此的程度下降，即使得保持力55小于复位力56时，制动设备40才落入到制动位置中。制动元件41靠放到驱动元件42处且使工作工具3制动直到停止。