DE3530685A1 - Motorkettensaege - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Motorkettensäge nach dem Ober
begriff des Anspruches 1.
Kettensägen dieser Art müssen den Sicherheitsvorschriften
entsprechend zur Vermeidung von Verletzungen eine
Sicherheitsbremse aufweisen. Diese Bremse soll im Ge
fahrenfalle, z. B. bei einem Rückschlag der Maschine
ansprechen und die Sägekette nahezu augenblicklich zum
Stillstand bringen. Dies wird bei bekannten Motorketten
sägen dieser Art, wie z. B. dem Typ DN 401 B der Firma
Black & Decker oder dem Typ 1604 H der Firma Skil, durch
Einbau einer mechanischen Bremse erreicht, die im
Gefahrenfalle selbsttätig durch den Rückschlag der
Maschine oder das Abrutschen der Hand in Richtung auf die
Sägeschiene ausgelöst wird.
Nachteilig bei den bekannten Maschinen dieser Art ist,
daß die Sägekette beim Loslassen des Gasgebeschalters
ungebremst ausläuft. Das bedeutet, daß beim normalem
Unterbrechen des Arbeitsganges nach dem Absetzen der Ma
schine die Sägekette noch weiterlaufen kann, da die
ungebremste Auslaufzeit zwischen 3 s und 6 s be
trägt. Dies birgt eine erhebliche Verletzungsgefahr,
so kann die noch umlaufende Sägekette der abgesetzten
Maschine mit Gegenständen in Berührung kommen, die durch
die Wucht der Sägekette umhergeschleudert werden oder
die Maschine selbst in Bewegung setzen. Hierdurch kann
es zu unvorhergesehenen Verletzungen kommen, insbesondere
deshalb, weil die Bedienungsperson nach Abschalten der
Maschine diese nicht mehr mit der nötigen Sorgfalt be
achtet und die latente Gefahr der noch umlaufenden Säge
kette unterschätzt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Kettensäge der oben genannten Art so auszubilden,
daß die Bediensicherheit, insbesondere die Bremssicher
heit erhöht wird, wobei die Sägekette beim Loslassen des
Schalters zügig, aber ruckfrei zum Stillstand kommen
soll.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kettensäge
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst.
Durch die erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehene elektrische
Auslaufbremse wird ein schnelles, aber ruckfreies Ab
bremsen der Sägekette beim Loslassen des Schalters
erreicht. Hierdurch wird die Betriebssicherheit des
Gerätes erhöht, da die Sägekette nach Loslassen des
Schalters so schnell zum Stillstand kommt, daß eine Ver
letzung der Bedienungsperson ausgeschlossen ist; anderer
seits erfolgt die elektrische Abbremsung aber so
seicht, daß die dadurch auftretenden Rückstellmomente
keinen merklichen Einfluß auf die Maschine ausüben und daß
sogar eine auf dem Boden abgestellte Maschine hierdurch
nicht mehr bewegt wird.
Da die erfindungsgemäße Motorkettensäge neben der elek
trischen Auslaufbremse eine mechanische Sicherheits
bremse aufweist, die bei Betätigung die Sägekette nahezu
augenblicklich zum Stillstand bringt, kann die elektrische
Auslaufbremse mit geringeren Verzögerungswerten auskommen,
da die Sicherheits während des Betriebes bereits durch
die schnelle mechanische Bremse gewährleistet ist. Für
die Sicherheit beim Ausschalten der Maschine genügt
diese langsamere Bremsgeschwindigkeit, sie ist sogar
besonders vorteilhaft, da hierdurch ein ruckfreies Ab
bremsen der Sägekette erfolgt.
Dieses ruckfreie, aber doch zügige Bremsen der elektrischen
Auslaufbremse wird dadurch erreicht, daß beim Loslassen
des Schalters in bekannter Weise der Antriebsmotor von
der Versorgungsspannung getrennt wird und gleichzeitig
gemäß der Erfindung nur eine Polspule der üblicherweise
vorhandenen zwei Polspulen der Feldwicklung umgepolt und
durch die Läuferwicklung kurzgeschlossen wird. Hierdurch ergibt
sich das oben beschriebene, günstige Bremsverhalten.
Der Motor bzw. die elektrischen Kontakte im Motor und
Schalter werden hierbei kaum belastet, da beim Kurz
schließen nur einer Spule verhältnismäßig geringe
Kurzschlußströme auftreten. Dies wirkt sich positiv auf
die Lebensdauer von Schalter und Kohlebürsten aus, die
trotz ihrer zusätzlichen Funktion als Auslaufbremse
keinem merklich höheren Verschleiß unterworfen sind.
Die elektrische Auslaufbremse ist zudem billig in der
Herstellung, da im wesentlichen nur eine entsprechende
Ausbildung des Schalters sowie die damit verbundenen
Motoranschlüsse vorzusehen ist. Die dadurch erzielte
Betriebssicherheit ist deutlich höher als bei bekannten
Motorkettensägen dieser Art, denn selbst bei Ausfall
einer Bremse bleibt die andere Bremse noch betriebsbereit,
wodurch die Sicherheit der Maschine zusätzlich erhöht
wird.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung nach der Erfindung
ist der Schalter zum Ein- und Ausschalten der Maschine,
durch den beim Ausschalten die elektrische Auslaufbremse
betätigt wird, als Wechseltaster ausgebildet, so daß die
Sägekette bei Loslassen selbsttätig abgebremst wird.
Der Taster kann, wie bei Maschinen dieser Art üblich,
als Gasgebeschalter im Griffteil angeordnet sein, wobei
auch eine elektronische Drehzahlregelung vorgesehen
sein kann und nur in der Endstellung die beschriebene
Schalterfunktion betätigt wird.
Nach einer vorteilhaften Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist
bei einer Motorkettensäge mit zwei Handgriffen in jedem
Handgriff ein Schalter bzw. Taster angeordnet, die so
miteinander schaltungsverbunden sind, daß die
Sägekette nur bei Betätigung beider Schalter angetrieben
wird und beim Loslassen nur eines Schalters die
elektrische Auslaufbremse eingeschaltet wird. Hierdurch
wird die Sicherheit für die Bedienungsperson zusätzlich
erhöht, da ein Betrieb der Maschine nur dann möglich
ist, wenn beide Hände fest an den dafür vorgesehenen
Führungsgriffen anliegen und beide Schalter betätigt
werden. Beim Loslassen eines oder beider Schalter wird die Säge
kette selbsttätig abgebremst, so daß bei einer solchen
Schaltungsanordnung die elektrische Auslaufbremse die
mechanische Sicherheitsbremse zusätzlich unterstützt,
wenn z. B. bei einem Rückschlag der Maschine eine Hand
vom Führungsgriff abrutscht.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, die
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen und
im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Motor
kettensäge nach der Erfindung in
Perspektive,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine vertikalen
Längsschnitt durch die Motorkettensäge
nach Fig. 1,
Fig. 3 die Anordnung von Motor, mechanischer
Sicherheitsbremse und Verdrahtung der
elektrischen Sicherheitsbremse in Explosions
darstellung,
Fig. 4 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen
Motorkettensäge in Betriebsstellung,
Fig. 5 das Schaltbild nach Fig. 4 in Bremsstellung.
Die in den Figuren dargestellte Maschine ist eine elek
trisch betriebene Motorkettensäge mit Universalmotor. Die
Maschine hat ein Gehäuse 1, an dessen Vorderseite eine
Führungsschiene 4 mit darauf umlaufender Sägekette 5 her
ausgeführt ist. Die Führungsschiene 4 ist parallel zur
Längsmittelebene der Maschine angeordnet, die etwa in der
in Fig. 3 dargestellten Teilungsebene 6 des Gehäuses 1
liegt. Nahe der Gehäuseoberseite ist ein vorderer, quer
angeordneter Handgriff 2 vorgesehen; der hintere Teil
des Gehäuses 1 bildet einen hinteren Handgriff 3, der
etwa in der Längsmittelebene 6 der Maschine liegt. Im
hinteren Handgriff 3 ist ein elektrischer Schalter 7 ange
bracht, durch den die Maschine betätigbar ist. An der
Rückseite des Gehäuses 1, am Ende des hinteren Handgriffes
3 ist das Anschlußkabel 30 zur elektrischen Stromver
sorgung herausgeführt. Vor dem vorderen Handgriff 2
ist ein den Handgriff 2 nach oben und unten überragender
Handschutzbügel 8 angeordnet, durch den die mechanische
Sicherheitsbremse 9 innerhalb der Maschine betätigbar
ist.
Innerhalb des Gehäuses 1 sitzt etwa unterhalb des vorderen
Handgriffes 2 der elektrische Antriebsmotor 10, dessen
Antriebswelle 11 quer zur Längsmittelebene 6 der Maschine
angeordnet ist. Die Antriebswelle 11 des Motors 10
treibt in bekannter Weise (hier nicht dargestellt) über
ein am gehäuseseitigen Ende der Führungsschiene 5
angeordnetes Kettenrad die Sägekette 5 an. Wie in der
Explosionszeichnung nach Fig. 3 dargestellt, sitzt auf
der Antriebswelle 11 die Bremstrommel 12 der mechanischen
Sicherheitsbremse 9.
Die mechanische Sicherheitsbremse 9 ist in dieser Aus
führung als Bandbremse ausgebildet und bremst selbsttätig
nach Drücken des Handschutzbügels 8 nach vorne durch eine
unter Federspannung stehende Bandbremse, wobei in be
kannter Weise ein Bremsband 13 um die auf der Antriebs
welle 11 sitzende Bremstrommel 12 gezogen wird. Der Hand
schutzbügel 8 ist in bekannter Weise über ein Kniehebel
gestänge 15 mit dem durch die Feder 14 vorgespannten
Bremsband 13 verbunden und löst dann aus, wenn
eine vorbestimmte Kraft auf den Bügel 8 ausgeübt wird.
Das Kniehebelgestänge 15 schaltet beim Auslösen der
mechanischen Sicherheitsbremse 9 einen Mikroschalter 16,
der die Stromversorgung der Maschine unterbricht, damit
die Sicherheitsbremse 9 nicht gegen den laufenden Motor
10 arbeiten muß.
Im Betrieb wird die mechanische Sicherheitsbremse 9
dann durch den Handschutzbügel 8 ausgelöst, wenn z. B.
die Maschine zurückschlägt oder die Bedienungsperson
vom vorderen Handgriff 2 abrutscht, wobei die Hand durch
den Handschutzbügel 8 aufgefangen wird und die Bremse
9 praktisch selbsttätig ausgelöst wird. Die mechanische
Sicherheitsbremse 9 ist eine schnellwirkende Bremse, die
einen Stillstand der Sägekette in vorzugsweise weniger
als 150 ms bewirkt, indem die Stromversorgung der
Maschine abgeschaltet und das Bremsband 13 um die Brems
trommel 12 angezogen wird. Die elektrische Auslaufbremse
17 (Fig. 5) besteht im wesentlichen aus dem Motor 10
und dem Schalter 7 sowie den entsprechenden Verdrahtungen.
Der Motor 10 ist ein Reihenschlußmotor, in diesem
Ausführungsbeispiel ein Universalmotor, der wie üblich
eine aus zwei Polspulen 18′ und 18′′ bestehende Feld
wicklung 18 aufweist, die von dem im Gehäuse 1 befestigten
Ständer 19 getragen werden. Innerhalb des Ständers 19
ist der auf der Welle 11 sitzende Läufer 20 drehbar ge
lagert. Der Läufer 20 weist in bekannter Weise Nuten
auf, in denen die in sich geschlossene Läuferwicklung
21 eingebettet ist, die mit einem ebenfalls auf der
Welle 11 sitzenden Kommutator 22 verbunden ist. Die
elektrische Verbindung zwischen der Läuferwicklung 21
und der Feldwicklung 18 erfolgt mittels Kohlbürsten 23,
die am Kommutator 22 anliegen.
Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung des Motors 10 und
des Schalters 7 in Betriebsstellung, d. h. wenn der als
Taster ausgebildete Schalter 7 von der Bedienungsperson
betätigt wird und die Sägekette 5 durch den Motor 10
angetrieben wird. Der mit 7 gekennzeichnete Schalter ist
in diesem Ausführungsbeispiel als zweipoliger Wechsel
taster ausgebildet; der Taster ist in bekannter Weise
z. B. durch eine Feder kraftbeaufschlagt, so daß er bei
Nichtbetätigen selbsttägig von der in Fig. 4 dargestellten
Stellung in die in Fig. 5 dargestellte Stellung geführt
wird. In Betriebsstellung (Fig. 4) sind die aus den
Polspulen 18′ und 18′′ bestehende Feldwicklung und die
Läuferwicklung 21 in Reihe geschaltet, an den Klemmen
24 liegt die Versorgungsspannung an. Diese Schaltstellung
ist allgemein bekannt und braucht hier nicht näher erläutert
zu werden, der Strom fließt hierbei durch eine Polspule
18′, die Läuferwicklung 21 und die andere Polspule 18′′
bzw. umgekehrt. Es sei erwähnt, daß zwischen einer der
Klemmen 24 und dem Anschlußkabel 30 der Mikroschalter
16 sitzt, der bei Betätigung der mechanischen Sicherheits
bremse 9 die Stromversorgung unterbricht.
Fig. 5 zeigt die Schaltungsanordnung in Bremsstellung,
also als Auslaufbremse 17, die bei Nichtbetätigen bzw.
Loslassen des Tasters 7 eingeschaltet ist. Der in seine
Ausgangsstellung zurückspringende Taster 7 unterbricht
eine zu einer Klemme 24 führenden Leitung, so daß
am Motor 10 keine Versorgungsspannung mehr anliegt. Eine
der Polspulen, in diesem Ausführungsbeispiel ist es
die mit 18′′ bezeichnete Polspule, wird umgepolt und
durch den Taster 7 mit der Läuferwicklung 21 des Motors
10 kurzgeschlossen. Die andere Polspule 18′ bleibt
dabei unbeschaltet. Durch das Umpolen der Polspule 18′′
und Kurzschließen mit der Läuferwicklung 21 bei noch laufendem
Motor 10 entsteht ein Drehmoment, das dem ursprünglichen Drehmoment in Be
triebsstellung (Fig. 4) des Motors 10 entgegenwirkt.
Der Läufer 20 wird hierdurch abgebremst, wodurch die
Sägekette 5 zum Stillstand kommt. Wie bereits in der
Einleitung erwähnt, ergibt sich die vorteilhafte Brems
wirkung daraus, daß nur eine Polspule umgepolt und
mit der Läuferwicklung kurzgeschlossen wird. Hierdurch
wird ein hartes Abbremsen vermieden, der Verschleiß
von Kohlen und Schalterkontakten gering gehalten
und das aufgrund einer harten Bremsung resultierende
Rückstellmoment auf die Maschine weitgehend verhindert.
Dennoch arbeitet die beschriebene elektrische Auslauf
bremse 17 (Fig. 5) so zügig, daß eine Verletzungsgefahr
durch die auslaufende Sägekette 5 verhindert wird.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 kommt es nicht
darauf an, welche der Polspulen 18′ bzw. 18′′ umgepolt
und kurzgeschlossen wird, diese Schaltung kann auch bei
Motoren angewendet werden, die mehr als zwei Polspulen
aufweisen. Auch ist die Ausführung nicht auf einen Uni
versalmotor beschränkt, es kann prinzipiell jeder
Reihenschlußmotor in dieser Weise geschaltet werden.
Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann in jedem der
Handgriffe 2 und 3 ein Taster vorgesehen sein (hier nicht
dargestellt), wobei die Taster so geschaltet sind,
daß die Auslaufbremse 17 bereits beim Loslassen nur eines
Tasters eingeschaltet wird.
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
als mechanische Sicherheitsbremse 9 eine Bandbremse ein
gesetzt, es versteht sich, daß hier auch jede andere
geeignete mechanische Bremse einsetzbar ist. Die be
schriebene Kombination von mechanischer Sicherheitsbremse
9 und elektrischer Auslaufbremse 17 ist besonders vor
teilhaft, da die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen
Maschine mit zwei unabhängigen Bremsen etwa denen
von Maschinen mit nur mechanischer Bremse entsprechen,
wobei die Betriebssicherheit aber deutlich erhöht wird.
Claims (3)
1. Motorkettensäge mit elektrischem Reihenschlußmotor,
insbesondere einem Universalmotor, mit einer aus
mindestens zwei Polspulen bestehenden Feldwicklung
und mindestens einer Läuferwicklung, die im Betrieb
in Reihe geschaltet sind und durch Betätigen
mindestens eines Schalters an eine Versorgungs
spannung anlegbar sind, und mit einer mechanischen
Sicherheitsbremse,
dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Auslauf
bremse (17) vorgesehen ist, die bei ausgeschaltetem
Schalter (7) eingeschaltet wird, wobei die
Verbindung zur Versorgungsleitung (30) unterbrochen
und eine Polspule (18′′) der Feldwicklung (18) umge
polt und durch die Läuferwicklung (21) kurzge
schlossen ist.
2. Motorkettensäge nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) als
zweipoliger Wechseltaster ausgebildet ist.
3. Motorkettensäge nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei
Handgriffen,
dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Handgriff
(2, 3) ein Schalter (7) angeordnet ist, die so ge
schaltet sind, daß nur bei Betätigen beider
Schalter (7) eine Spannung am Motor (10) anlegbar
ist, und daß beim Loslassen des einen und/oder
des anderen Schalters (7) die elektrische Auslauf
bremse (17) eingeschaltet wird.
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